Numerical analysis and Process equipment

Garant předmětu:

Lecturer:

Tutor:

Supervisor:

Department of Process Engineering

Synopsis:

Aim of numerical solutions in structural analysis and computer fluid dynamics. Overview of methods(finite differences, finite volumes, finite elements, boundary elements, meshless methods). Special attention is concentrated to FEM. Model parameter identification - optimisation methods.

Requirements:

Syllabus of lectures:

1.Cíle řešení numerické analýzy procesů a aparátů.

2.Fyzikální principy modelů systémů. Variační a diferenciální formulace.

3.Mechanika pružných těles a Lagrangeův variační princip.

4.Proudění kapalin. Variační metody popisu proudění. Diferenciální rovnice Navier Stokes

5.Transportní rovnice : obecné, speciální, turbulence

6.Numerické metody kontinua. Variační formulace - Ritzova metoda. Parciální diferenciální rovnice - metoda vážených reziduí. Kolokační metoda. Metoda sítí, stabilita (upwind). FVM metoda konečných objemů.

7. FEM Galerkin, Galerkin-Petrov, BEM Trefftzova metoda hraničních prvků

8.Aproximace a interpolace Φ. Síťové aproximace bázové funkce.

1D - lineární a Hermiteovská aproximace, 2D trojúhelník plošné souřadnice a lineární polynomy, 2D trojúhelník izoparametrické elementy, 2D trojúhelník bázové funkce se spojitými prvními derivacemi.

9. 3D čtyřstěny objemové souřadnice a lineární polynomy,

3D čtyřstěny kubické polynomy se spojitými prvními derivacemi, 2D čtyřúhelník izoparametrické elementy, 3D šestistěn. Integrace.

Nesíťové aproximace.

10. FEM implementace. Matice elementů,BC,IC, generování soustavy Kx=f,řešení řídké soustavy (iterační sdruž.gradienty, Gauss frontální metoda)

11.Příklad programu MATLAB/FORTRAN

12.Identifikace parametrů modelu, optimalizace. Kriterium extrému. Podmíněná optimalizace (Lagrangeovy multiplikátory)

13. Deterministické metody.Zlatý řez, Gauss, gradient

14. Stochastické metody

Syllabus of tutorials:

Study Objective:

Study materials:

Note:

Further information:

No time-table has been prepared for this course

The course is a part of the following study plans: