Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2020/2021

Pokročilé metody numerických simulací metalurgických procesů

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 618-3009/01
Zkratka PMNSMP
Název předmětu česky Pokročilé metody numerických simulací metalurgických procesů
Název předmětu anglicky Advanced methods of numerical simulation of metallurgical processes
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra metalurgie a slévárenství
Garant předmětu prof. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.

Osnova předmětu

1. Modelování proudění v průtokových metalurgických reaktorech – příklady modelování proudění v mezipánvi, v oblasti ponorných výlevek, krystalizátoru, v počátečních fázích plnění při odlévání oceli spodem do ingotů. Identifikace charakteru proudění. Stacionární a nestacionární podmínky proudění. Modelování turbulentního proudění.
2. Popis oblasti – geometrie symetrických a asymetrických těles. Volba hustoty a typu výpočetní sítě. Okrajové podmínky – Flow Boundary Conditions (velocity inlet, pressure inlet, mass flow inlet, pressure outlet, outflow). Stanovení parametrů turbulence.
3. Definice a modifikace materiálových vlastností. Použití definice fyzikálních vlastností jako teplotně závislé funkce. Termická analýza – stanovení tepelné kapacity kovových systémů. Stanovení viskozity materiálu.
4. Diskretizační schémata. Úprava podrelaxačních faktorů. Kritéria konvergence úlohy.
5. Modelování procesů tuhnutí kovových systémů. Rovnice vedení tepla.
6. Přirozená konvekce taveniny během fázové změny. Řešení vedení tepla spojeného s fázovou transformací pomocí metody konečných diferencí, konečných objemů a konečných prvků.
7. Mikrosegregační modely. Makrosegregační modely. Modely predikce porosity. Niyamovo kritérium.
8. Identifikace modelované oblasti. Výpočet a volba koeficientů přestupu tepla.
9. Definice okrajových podmínek simulace procesu tuhnutí. Stanovení materiálových vlastností modelovaného systému – identifikace teplot fázových změn, entalpie vs. tepelná kapacita, závislost termodynamických vlastností na teplotě.

Povinná literatura

1] TKADLEČKOVÁ, M., A KOL.: Pokročilé metody numerické simulace metalurgických procesů. (Studijní opora k předmětu je zpracovávána v rámci projektu FRVŠ 2013.
[2] MICHALEK, K.: Využití fyzikálního a numerického modelování pro optimalizaci metalurgických procesů. VŠB-TU Ostrava, 2001, 125 s.
[3] ČARNOGURSKÁ, M.: Základy matematického a fyzikálního modelovania v mechanike tekutin a termodynamike. SF TU Košice, 2000, 176 s.
[4] KOZUBKOVÁ, M.: Modelování proudění - Fluent I. VŠB-TU Ostrava, 2008. ( http://www.338.vsb.cz/PDF/Kozubkova-Fluent.pdf )

Doporučená literatura

Odborná literatura, příspěvky na konferencích.