Matematické modelování v hydraulickém výzkumu

Garant předmětu:

Petr Valenta

Přednášející:

Petr Valenta

Cvičící:

Petr Valenta

Předmět zajišťuje:

katedra hydrotechniky

Anotace:

Předmět je zaměřen na numerické modelování proudění vody s volnou hladinou a jeho aplikace v praktických hydrotechnických úlohách říční hydrauliky. Z hlediska dimenzionality se orientuje především na problematiku jednorozměrného a dvourozměrného modelování. Teoretická část předmětu se věnuje obecným možnostem zkoumání charakteristik proudění, matematickému popisu proudění, klasifikaci numerických modelů proudění vody se zaměřením na matematickou formulaci výchozí soustavy řídících rovnic, přístupy k modelování turbulence, prostorovou schematizaci, diskretizaci a numerické řešení problému s využitím nejužívanějších metod řešení řídících rovnic (metoda sítí, metoda konečných prvků, metoda konečných objemů). V praktické rovině se předmět věnuje podmínkám pro praktickou aplikaci modelů, požadavkům na vstupní data a jejich přesnost včetně využití moderních dat dálkového průzkumu země, specifikaci okrajových podmínek, kalibraci modelů a způsobům vyhodnocování výsledků a prezentace výstupů.

Požadavky:

Vzájemný vztah mezi zaměřením studenta a předpokládanou náplní jeho disertační práce a odbornou náplní předmětu. Znalosti z předchozího studia (matematika, hydraulika).

Osnova přednášek:

Semináře a konzultace v následujících oblastech:

Cíle a prostředky numerického modelování vody

Dimenzionalita numerických modelů

Matematický popis proudění vody v říčních korytech

Řídící rovnice numerických modelů proudění vody

Modely turbulence

Metody diskretizace a řešení řídících rovnic

Okrajové a počáteční podmínky řešení

Vstupní data pro modelování včetně dat z dálkového průzkumu země

Kalibrace modelů

Postprocessing - zpracování, vyhodnocení a aplikace výsledků modelování

Osnova cvičení:

Zpracování odborné rešerše dle konkrétního zaměření studenta a dle domluvy s vyučujícím

Cíle studia:

Seznámení se s teoretickými základy a praktickým využitím numerického modelování v hydrotechnickém výzkumu v oblasti říční hydrauliky

Studijní materiály:

Povinná literatura:

•TU, J., YEOH, G. H., LIU, CH. : Computational Fluid Dynamics - A Practical Approach. Elsevier, ©2008, 459 s. ISBN 978-0-7506-8563-4.

Doporučená literatura:

•CUNGE, J. A., HOLLY F. M., VERWEY, A.: Practical Aspects of Computational River Hydraulics. Pitman Publishing, ©1980, 420 s., ISBN 0-273-08442-9.

•PATANKAR, S.: Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. McGraw-Hill, ©1980.

•GRAF, W.H. ALTINAKAR, M. S.: Fluvial Hydraulics. John Wiley & Sons, ©1998. 681 s. ISBN 0-97714-4.

•PINDER, F., GRAY, W.G. : Finite Element Simulation in Surface and Subsurface Hydrology. Academic Press, ©1977, 295 s. ISBN 0-12-556950-5.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: