|
|
Hlavní nabídka Prohlížení IS/STAG
Nalezené předměty, počet: 1
Stránkování výsledků vyhledávání
Nalezeno 1 záznamů
Export do Xls
Informace o předmětu
KME / MHP
:
Popis předmětu
Pracoviště / Zkratka
|
KME
/
MHP
|
Akademický rok
|
2024/2025
|
Akademický rok
|
2024/2025
|
Název
|
Modelování heterogenních prostředí
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Akreditováno / Kredity
|
Ano,
5
Kred.
|
Forma zakončení
|
Kombinovaná
|
Forma zakončení
|
Kombinovaná
|
Rozsah hodin
|
Přednáška
2
[HOD/TYD]
Cvičení
2
[HOD/TYD]
|
Zápočet před zkouškou
|
Ano
|
Zápočet před zkouškou
|
Ano
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ano v případě předchozího hodnocení 4 nebo nic.
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Vyučovací jazyk
|
Čeština
|
Obs/max
|
|
|
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ano v případě předchozího hodnocení 4 nebo nic.
|
Letní semestr
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Zimní semestr
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Rozvrh
|
Ano
|
Vyučovaný semestr
|
Letní semestr
|
Vyučovaný semestr
|
Letní semestr
|
Minimum (B + C) studentů
|
10
|
Volně zapisovatelný předmět |
Ano
|
Volně zapisovatelný předmět
|
Ano
|
Vyučovací jazyk
|
Čeština
|
Počet dnů praxe
|
0
|
Počet hodin kontaktní výuky |
|
Hodnotící stupnice |
1|2|3|4 |
Periodicita |
každý rok
|
Hodnotící stupnice pro zp. před zk. |
S|N |
Periodicita upřesnění |
|
Základní teoretický předmět |
Ne
|
Profilující předmět |
Ano
|
Základní teoretický předmět |
Ne
|
Hodnotící stupnice |
1|2|3|4 |
Hodnotící stupnice pro zp. před zk. |
S|N |
Nahrazovaný předmět
|
Žádný
|
Vyloučené předměty
|
Nejsou definovány
|
Podmiňující předměty
|
Nejsou definovány
|
Předměty informativně doporučené
|
Nejsou definovány
|
Předměty,které předmět podmiňuje
|
KME/MMB
|
Graf četnosti udělených hodnocení studentům napříč roky:
Obrázek PNG
,
XLS
|
Cíle předmětu (anotace):
|
Cílem předmětu je seznámit studenty s problematikou modelování kontinuí, která jsou charakterizována heterogenitami na nižších škálách, vysvětlit podstatu používaných přístupů víseškálového popisu a zejména metody homogenizace. Důraz je kladen na výklad popisu porézních materiálů, v nichž na úrovni mikrostruktury mechanicky interaguje pevná a tekutá fáze. Cílem je přiblížit studentům použití teoretického aparátu pro řešení vybraných aplikací.
|
Požadavky na studenta
|
Požadavky k zápočtu:
Vypracování a odevzdání semestrální práce na odpovídající úrovni.
Požadavky ke zkoušce:
Aktivní znalost přednášené látky a schopnost aplikovat teorii při rozboru jednodušších problémů.
|
Obsah
|
1. Úvod do problematiky heterogenních prostředí, příklady úloh z oblasti biomechaniky, geomechaniky, kompozitních materiálůa metamateriálů.
2. Zavedení pojmů měřítka heterogenit, referenčního elementárního objemu, víceškálového popisu, průměrování gradientů polí.
3. Popis difúze v porézním prostředí, různé způsoby popisu, odvození Darcyho zákona.
4. Popis porézních materiálů typu solid-fluid, historický přehled vývoje teorie, základní bilanční vztahy fenomenologické teorie
5. Biotovo kontinuum, vztahy mezi různými parametry modelu, způsob jejich určování. řešení základních úloh.
6. Vícefázové teorie směsí, mechanicko-chemicko-elektrické interakce, odvození rozšířeného Darcyho zákona.
7. Úvod do asymptotické analýzy heterogenního kontinua vůči škálovému parametru. Jednorozměrné kontinuum.
8. Metodika homogenizace periodických struktur, výklad metody asymptotických rozvojů.
9. Pojem dvouškálové konvergence, "unfolding" metoda a ukázka jejího použití v případě perforovaných a silně heterogenních materálů.
10. Popis vln v heterogenních elastických prostředích, disperze vln.
11. Metamateriály: phononické a photonické krystaly, zakázaná pásma.
12. Aplikace víceškálového modelování v biomechanice tkání - kost, modely prokrvení tkáně.
13. Zpracování a vyhodnocování obrazových dat pro modely mikrostruktury.
|
Aktivity
|
|
Studijní opory
|
|
Garanti a vyučující
|
|
Literatura
|
-
Doporučená:
Cioranescu, Doina; Donato, Patrizia. An introduction to homogenization. 1st ed. Oxford : Oxford University Press, 1999.
-
Doporučená:
Hornung, Ulrich. Homogenization and porous media ; Ulrich Hornung. New York : Springer, 1997. ISBN 0-387-94786-8.
-
Doporučená:
Coussy, O. Mechanics of Porous Continua, John Wiley & Sons, 2nd Edition. 1995.
-
Doporučená:
Sanchez-Palencia, E. Non-Homogeneous Media and Vibration Theory, Lecture Notes in Physics 127,Springer,. Berlin, 1978.
-
Doporučená:
Boer, Reint de. Theory of porous media : highlights in historical development and current state. Berlin : Springer, 2000. ISBN 3-540-65982-X.
-
On-line katalogy knihoven
|
Časová náročnost
|
Všechny formy studia
|
Aktivity
|
Časová náročnost aktivity [h]
|
Kontaktní výuka
|
52
|
Vypracování seminární práce v magisterském studijním programu [5-100]
|
45
|
Příprava na zkoušku [10-60]
|
40
|
Celkem
|
137
|
|
Předpoklady
|
Odborné znalosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že je student před zahájením výuky schopen: |
znát základy matematické analýzy a tenzorového počtu, úvod do PDR |
znát základy mechaniky, zejména mechaniky kontinua |
znát základy numerických metod používaných ve výpočtové mechanice |
znát základy variačního počtu a orientovat se v základních pojmech funkcionální analýzy |
Odborné dovednosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že student před zahájením výuky dokáže: |
formulovat počáteční a okrajové úlohy mechaniky kontinua |
sestavit algoritmus řešení nelineárních soustav algebraických rovnic |
řešit počáteční a okrajové úlohy pro lineární obyčejné diferenciální rovnice |
řešit počáteční a okrajové úlohy pro lineární parciální diferenciální rovnice Fourierovou metodou |
formulovat bilanční vztahy extenzivních veličin pro kontrolní oblast |
řešit jednoduché limitní přechody |
Obecné způsobilosti - před zahájením studia předmětu je student schopen: |
bc. studium: rozpozná problém, objasní jeho podstatu, rozčlení ho na části, |
bc. studium: kriticky přistupuje ke zdrojům informací, informace tvořivě zpracovává a využívá při svém studiu a praxi, |
mgr. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru., |
|
Výsledky učení
|
Odborné znalosti - po absolvování předmětu prokazuje student znalosti: |
orinetovat se v metodice víceškálového popisu |
rozumět formulacím víceškálového popisu deformací pevných materiálů obsahujících tekutiny |
obeznámit se s metodami numerického řešení úloh víceškálového modelování |
vysvětlit podstatu metody homogenizace periodických prostředí |
Odborné dovednosti - po absolvování předmětu prokazuje student dovednosti: |
dokázat aplikovat metodu homogenizace na nejjednodušší případy zahrnující úlohy lineární difúze, elastostaiky i elastodynamiky |
použít metodu homogenizace pro numerický výpočet efektivních elastických parametrů periodicky heterogenních kompozitů nebo výpočet parametrů jejich tepelné a elektrické vodivosti |
použít model Biotova typu pro řešení úloh deformace porézního prostředí nasyceného tekutinou |
Obecné způsobilosti - po absolvování předmětu je student schopen: |
mgr. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i širší veřejnosti vlastní odborné názory, |
mgr. studium: samostatně a odpovědně se rozhodují v nových nebo měnících se souvislostech nebo v zásadně se vyvíjejícím prostředí s přihlédnutím k širším společenským důsledkům jejich rozhodování, |
mgr. studium: dle vyvíjejících se souvislostí a dostupných zdrojů vymezí zadání pro odborné činnosti, koordinují je a nesou konečnou odpovědnost za jejich výsledky, |
|
Hodnoticí metody
|
Odborné znalosti - odborné znalosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Kombinovaná zkouška, |
Seminární práce, |
Odborné dovednosti - odborné dovednosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Kombinovaná zkouška, |
Seminární práce, |
Obecné způsobilosti - obecné způsobilosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Kombinovaná zkouška, |
|
Vyučovací metody
|
Odborné znalosti - pro dosažení odborných znalostí jsou užívány vyučovací metody: |
Přednáška založená na výkladu, |
Cvičení (praktické činnosti), |
Analyticko-kritická práce s textem, |
Odborné dovednosti - pro dosažení odborných dovedností jsou užívány vyučovací metody: |
Přednáška založená na výkladu, |
Cvičení (praktické činnosti), |
Obecné způsobilosti - pro dosažení obecných způsobilostí jsou užívány vyučovací metody: |
Přednáška založená na výkladu, |
Cvičení (praktické činnosti), |
|
|
|
|