Aplikace CFD v procesní technice

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav procesní a zpracovatelské techniky

Anotace:

Numerické modelování a simulace proudění, přenosu tepla a hmoty se zaměřením na praktické příklady z procesní techniky. Pro tvorbu geometrie, výpočetní sítě a numerické řešení problému bude využíván systém ANSYS CFD. Bude řešeno několik úloh typu proudění v potrubní síti a stanovení tlakových ztrát, laminární nebo turbulentní proudění ve výměníku tepla s vyhodnocením celkového součinitele přestupu tepla, a proudění v míchaném systému včetně případné chemické nebo biologické reakce.

Požadavky:

Osnova přednášek:

Osnova cvičení:

1. Úvod do CFD, základní souvislosti, návaznost na poznatky získané v jiných předmětech.

2. Úvod do tvorby geometrie v ANSYS DesignModeler, principy, základní geometrické operace a entity. První úloha - vytvoření modelu malé potrubní sítě.

3. Vytvoření výpočetní sítě - ANSYS Meshing, nejpoužívanější elementy, základní postupy pro zjemňování sítě. Aplikace na úlohu potrubní sítě.

4. Numerické řešení proudění v potrubní síti, ANSYS Fluent - okrajové podmínky, fyzikální vlastnosti, počáteční podmínky, výběr fyzikálního modelu, další nastavení. Vlastní řešení, zobrazení a vyhodnocení výsledků. Stanovení tlakové ztráty.

5. Druhá úloha - výměník tepla. Vytvoření geometrie, sítě, využití periodických okrajových podmínek.

6. Pokračování v řešení výměníku tepla, základní dostupné modely přestupu tepla, výhody a nevýhody využití stěnových funkcí, alternativy.

7. Výměník tepla - simulace a řešení.

8. Výměník tepla - post-processing, vyhodnocení spočtených hodnot a stanovení celkového součinitele přestupu tepla.

9. Třetí úloha - míchaný systém (nádoba), tvorba geometrie.

10. Vytváření sítě - princip a výhody hybridních sítí.

11. Numerické řešení proudění v míchaném systému.

12. Příklad chemické reakce v míchaném systému, zadání stechiometrických součinitelů a definice reakčních konstant.

13. Možnost použití uživatelsky definované funkce (UDF) pro implementaci nestandardního modelu biologické reakce.

14. Závěrečné shrnutí a nastínění přístupu k řešení jiných typu problémů, doporučená literatura pro další studium.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: