|
|
Hlavní nabídka Prohlížení IS/STAG
Nalezené předměty, počet: 1
Stránkování výsledků vyhledávání
Nalezeno 1 záznamů
Export do Xls
Informace o předmětu
KME / VMT
:
Popis předmětu
Pracoviště / Zkratka
|
KME
/
VMT
|
Akademický rok
|
2024/2025
|
Akademický rok
|
2024/2025
|
Název
|
Výpočtové metody dynamiky tekutin
|
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
|
Ne
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Vyučovací jazyk
|
Čeština, Angličtina
|
Obs/max
|
|
|
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ne
|
Letní semestr
|
6 / -
|
0 / -
|
1 / -
|
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, Angličtina
|
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 |
Ano
|
Profilující předmět |
Ne
|
Základní teoretický předmět |
Ano
|
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, KME/MMM, KME/SZMMM, KME/SZVMM
|
Graf četnosti udělených hodnocení studentům napříč roky:
Obrázek PNG
,
XLS
|
Cíle předmětu (anotace):
|
Uvést studenty do numerického řešení problémů proudění stlačitelných vazkých tekutin. Představit studentům základní numerické metody řešení laminárního proudění nestlačitelných kapalin s aplikací do biomechaniky.
|
Požadavky na studenta
|
Požadavky k zápočtu:
Vypracování a odevzdání semestrální práce na odpovídající úrovni.
Zápočet z předmětu KME/VMT získaný v předchozích letech studia se neuznává.
Požadavky ke zkoušce:
Aktivní znalost přednášené látky a schopnost aplikovat získané poznatky na řešení konkrétních úloh.
|
Obsah
|
1. Matematické modely proudění stlačitelné tekutiny - konzervativní systémy Navierových-Stokesových (NS) a Eulerových rovnic. Odvození zákonů zachování, převod systému NS rovnic do bezrozměrného tvaru.
2. Vlastnosti konzervativního systému Eulerových rovnic.
3. Numerické řešení skalární PDR v 1D, aproximace, stabilita a konvergence diferenční úlohy, spektrální analýza stability klasických schémat.
4. Numerické řešení skalární hyperbolické PDR v 1D metodou konečných diferencí. Přehled klasických centrálních a upwind schémat. Vyšetřování stability klasických numerických schémat pomocí spektrální analýzy.
5. Přídavná vazkost. Konstrukce moderních TVD schémat pro řešení skalární hyperbolické PDR v 1D.
6. Numerické řešení skalární hyperbolické PDR ve 2D, přehled numerických schémat. Vyšetřování stability numerických schémat pomocí spektrální analýzy.
7. Metoda konečných objemů ve 2D a ve 3D pro konzervativní systém Eulerových a NS rovnic. Zadání semestrální práce. Ukázky řešení vybraných úloh stlačitelného a nestlačitelného proudění.
8. Numerické řešení systému Eulerových rovnic ve 2D a ve 3D pomocí schémat formulovaných pro metodu konečných objemů. Okrajové podmínky pro systém Eulerových rovnic ve 2D a ve 3D a jejich aplikace.
9. Numerické řešení skalární parabolické PDR v 1D metodou konečných diferencí. Přehled základních numerických schémat. Vyšetřování stability numerických schémat pomocí spektrální analýzy.
10. Vlastnosti konzervtivního systému NS rovnic, numerické řešení systému NS rovnic ve 2D. Aproximace vazkých toků. Aplikace okrajových podmínek pro systém NS rovnic ve 2D.
11. Matematický model proudění nestlačitelné tekutiny a jeho numerické řešení metodou umělé stlačitelnosti. Cvičení v počítačové laboratoři - softwarový systém FLUENT.
12. Základy turbulentního proudění, středování systému NS rovnic podle Reynoldse a podle Favra. Cvičení v počítačové laboratoři - softwarový systém FLUENT.
13. Algebraické modely turbulence. Cvičení v počítačové laboratoři - softwarový systém FLUENT.
|
Aktivity
|
|
Studijní opory
|
https://www.kme.zcu.cz/pro-studenty/modernizace-vyuky-ve-vybranych-predmetech-garantovanych-na-katedre-mechaniky-fav-zcu-v-plzni/modernizace-vyuky-predmetu-vypoctove-metody-dynamiky-tekutin-kme-vmt
|
Garanti a vyučující
|
|
Literatura
|
-
Doporučená:
Ferziger, Joel H.; Perić, Milovan. Computational methods for fluid dynamics. 3rd ed. Berlin : Springer, 2002. ISBN 3-540-42074-6.
-
Doporučená:
SPURK, J.H. Fluid mechanics. [1st ed.]. Springer-Verlag, Berlin, 1997. ISBN 3-540-61651-9.
-
Doporučená:
DVOŘÁK, R. - KOZEL, K. Matematické modelování v aerodynamice. 1. vyd. Vydavatelství ČVUT, Praha, 1996. ISBN 80-01-01541-6.
-
Doporučená:
HIRSCH, CH. Numerical computation of internal and external flows : vol. 1: fundamentals of numerical discretization. 1st ed. reprint. Chichester : John Wiley & Sons, 1997. ISBN 0-471-92385-0.
-
Doporučená:
HIRSCH, CH. Numerical computation of internal and external flows : vol. 2: computational methods for inviscid and viscous flows. 1st ed. reprint. Chichester : John Wiley and sons, 1998. ISBN 0-471-92452-0.
-
On-line katalogy knihoven
|
Časová náročnost
|
Všechny formy studia
|
Aktivity
|
Časová náročnost aktivity [h]
|
Vypracování seminární práce v magisterském studijním programu [5-100]
|
40
|
Kontaktní výuka
|
52
|
Příprava na zkoušku [10-60]
|
45
|
Celkem
|
137
|
|
Předpoklady
|
Odborné znalosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že je student před zahájením výuky schopen: |
orientovat se v diferenciálním a integrálním počtu |
orientovat se v mechanice kontinua |
orientovat se v mechnice tekutin |
orientovat se v základech numerické matematiky |
orientovat se v základech tenzorového počtu |
orientovat se ve vektorovém a maticovém počtu |
Odborné dovednosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že student před zahájením výuky dokáže: |
popsat a řešit konkrétní úlohy diferenciálního a integrálního počtu s aplikacemi ve fyzice |
popsat a řešit základní problémy lineární mechaniky kontinua s využitím tenzorového počtu |
popsat a řešit základní typy obyčejných a parciálních diferenciálních rovnic s aplikacemi ve fyzice |
popsat a řešit základní úlohy a problémy mechaniky tekutin |
Obecné způsobilosti - před zahájením studia předmětu je student schopen: |
mgr. studium: samostatně a odpovědně se na základě rámcového zadání rozhodují v souvislostech jen částečně známých, |
mgr. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i laikům informace o povaze odborných problémů a vlastním názoru na jejich řešení, |
mgr. studium: používají své odborné znalosti, odborné dovednosti a obecné způsobilosti alespoň v jednom cizím jazyce, |
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: |
orientovat se v problematice metody konečných objemů |
orientovat se v oblasti modelování laminárního a turbulentního proudění stlačitelných a nestlačitelných tekutin |
orientovat se v základních diferenčních schématech pro numerické řešení modelové skalární hyperbolické a parabolické PDR |
osvojit si základní znalosti pro využívání výpočtového systému Fluent |
vysvětlit pojmy aproximace, stabilita a konvergence diferenční úlohy |
Odborné dovednosti - po absolvování předmětu prokazuje student dovednosti: |
aplikovat metodu konečných objemů pro numerické řešení proudění stlačitelných a nestlačitelných vazkých tekutin |
numericky řešit jednodušší úlohy laminárního proudění stlačitelných a nestlačitelných tekutin s aplikacemi ve vnitřní aerodynamice a v biomechanice |
numericky řešit pomocí základních diferenčních schémat modelové skalární hyperbolické a parabolické PDR |
sestavit matematické modely proudění stlačitelných a nestlačitelných vazkých tekutin |
vyšetřovat stabilitu základních lineárních diferenčních schémat pomocí spektrální analýzy |
Obecné způsobilosti - po absolvování předmětu je student schopen: |
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: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i širší veřejnosti vlastní odborné názory, |
mgr. studium: používají své odborné znalosti, odborné dovednosti a obecné způsobilosti alespoň v jednom cizím jazyce, |
|
Hodnoticí metody
|
Odborné znalosti - odborné znalosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Seminární práce, |
Ústní zkouška, |
Odborné dovednosti - odborné dovednosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
Obecné způsobilosti - obecné způsobilosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Ústní zkouška, |
|
Vyučovací metody
|
Odborné znalosti - pro dosažení odborných znalostí jsou užívány vyučovací metody: |
Přednáška s aktivizací studentů, |
Řešení problémů, |
Samostudium, |
Odborné dovednosti - pro dosažení odborných dovedností jsou užívány vyučovací metody: |
Cvičení (praktické činnosti), |
Samostatná práce studentů, |
Obecné způsobilosti - pro dosažení obecných způsobilostí jsou užívány vyučovací metody: |
Demonstrace dovedností, |
|
|
|
|