Numerické modelování proudění tekutin - NMET526

• Anglický název: Numerical simulation of fluid flow
• Zajišťuje: Katedra fyziky atmosféry (32-KFA)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2019
• Semestr: letní
• E-Kredity: 6
• Rozsah, examinace: letní s.:2/2, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: Mgr. Vladimír Fuka, Ph.D.

Anotace

čeština

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (04.04.2018)

Numerické modelování proudění tekutin se zaměřením na turbulenci a oblasti se složitou geometrií, simulace přenosu tepla a příměsí v atmosféře

angličtina

Poslední úprava: doc. Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D. (05.05.2020)

Numerical modelling of fluid flow with the focus on turbulence, complex geometries, simulation of heat transfer and dispersion of atmospheric contaminants.

Cíl předmětu

čeština

Poslední úprava: Mgr. Vladimír Fuka, Ph.D. (06.05.2022)

Cílem předmětu je získat teoretické znalosti i praktické zkušenosti s numerickým modelováním laminárního a turbulentního proudění tekutin. Probíraná témata budou ilustrována praktickými ukázkami v softwaru OpenFOAM případně jiném softwaru používaným posluchači. Posluchač by měl být po absolvování předmětu schopen sám simulovat problémy všeobecné mechaniky tekutin.

angličtina

Poslední úprava: Mgr. Vladimír Fuka, Ph.D. (07.12.2022)

The aim of the subject is to get theoretical knowledge and practical experience with numerical simulation of laminar and turbulent turbulent fluid flow. The taught topics will be illustrated using practical exercises in OpenFOAM or other software used by the students. After finishing the course, the student should be able to independently simulate problems in general-purpose fluid mechanics.

Podmínky zakončení předmětu

Poslední úprava: Mgr. Vladimír Fuka, Ph.D. (28.01.2022)

Podmínkou získání zápočtu je aktivní práce na cvičeních, nebo vypracování úloh z cvičení formou domácího úkolu, a vypracování zápočtové úlohy spočívající v praktickém výpočtu zvoleného případu proudění.

Získání zápočetu je podmínkou účasti na zkoušce. Zkouška probíhá ústním způsobem.

Literatura

Poslední úprava: Mgr. Vladimír Fuka, Ph.D. (06.05.2022)

FERZIGER, Joel H. a Milovan PERIC. Computational methods for fluid dynamics. 3rd, rev. ed. Berlin: Springer, c2002. ISBN 3-540-42074-6.

SAGAUT, Pierre. Large eddy simulation for incompressible flows: an introduction. 2nd ed. Berlin: Springer, c2002. Scientific computation. ISBN 3-540-43753-3.

GEURTS, Bernard. Elements of direct and large-eddy simulation. Philadelphia: R.T. Edwards, 2003. ISBN 1930217072.

WESSELING, Pieter. Principles of computational fluid dynamics. Berlin: Springer, c2001. Springer series in computational mathematics. ISBN 3-540-67853-0.

ROACHE, Patrick J. Fundamentals of computational fluid dynamics. Albuquerque: Hermosa, 1998. ISBN 0-913478-09-1.

OpenFOAM Programmer's guide, https://dl.openfoam.com/source/latest/ProgrammersGuide.pdf (latest accessed version v2112)

OpenFOAM: User Guide https://www.openfoam.com/documentation/guides/latest/doc/ (latest accessed version v2112)

Sylabus

čeština

Poslední úprava: Mgr. Vladimír Fuka, Ph.D. (06.05.2022)

Základní témata, která budou konkretizovaná na základě individuálního studijního plánu posluchače:

1. Diskretizace a řešení stlačitelných Navierových-Stokesových rovnic

2. Diskretizace a řešení nestlačitelných Navierových-Stokesových rovnic

3. Výpočetní sítě a jejich vytváření, dynamické sítě

4. Přímá numerická simulace (DNS)

5. Reynoldsovy rovnice (RANS)

6. Simulace velkých vírů (LES)

7. Okrajové podmínky

8. Parametrizace pevných povrchů, tečné napětí, přestup tepla

9. Přenos látek prouděním

angličtina

Poslední úprava: Mgr. Vladimír Fuka, Ph.D. (06.05.2022)

Main topics, which will be specified based on the individual study plan of the student:

1. Discretisation and solution of the compressible Navier-Stokes equations

2. Discretisation and solution of the incompressible Navier-Stokes equations

3. Computational grids, grid generation (meshing) and dynamical grids

4. Direct numerical simulation (DNS)

5. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations (RANS)

6. Large eddy simulation (LES)

7. Boundary conditions

8. Parametrisations of solid surfaces, shear stress, heat transfer

9. Dispersion of contaminants by the flow