|
Vyučující
|
-
Škoda Stanislav, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Úvod do modelování tepelných procesů ve fyzikálních technologiích: metodologie modelování, různé způsoby rozdělení a vlastnosti modelů, zjednodušování a věrohodnost modelu. Tepelné systémy a procesy: teorie přenosu tepla, základní rovnice teplotních polí. Zobecněné proměnné a metody jejich získávání: rozměrová analýza, analýza fyzikálního a matematického modelu. Matematické modely asymptotické: rovnice matematické fyziky a podmínky jednoznačnosti řešení. Matematické modely fenomenologické: vytváření a hodnocení kriteriálních rovnic. Fyzikální modely: teorémy fyzikální podobnosti, určení měřítek. Fyzikální analogy: různé fyzikální analogie, elektrické analogy fyzikálních obvodů a fyzikálních polí. Počítačové modely deterministické numerické: maticový operační model, modely využívající metodu konečných diferencí (MKD), metodu konečných prvků (MKP), metodu konečných objemů (MKO) a metodu okrajových prvků (MOP). Počítačové modely deterministické analogové a hybridní. Počítačové modely stochastické numerické a hybridní: stochastický popis systémů, pravděpodobnosti přechodů a pravděpodobnosti výskytu, modely využívající metodu pravděpodobnostní, metodu Exodus a metodu Monte Carlo. Aplikace modelů na konkrétních úlohách.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednáška, Cvičení
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 60 hodin za semestr
- Kontaktní výuka
- 65 hodin za semestr
- Příprava prezentace (referátu) [3-8]
- 40 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| vyjmenovat nejdůležitější fyzikální veličiny z oblasti termomechaniky |
| sestavit lineární a kvadratické rovnice, soustavy jednoduchých rovnic |
| charakterizovat základní maticové operace |
| charakterizovat základní vztahy a operace diferenciálního a integrálního počtu |
| Odborné dovednosti |
|---|
| vyjádřit fyzikální veličiny ve správných jednotkách, včetně převodů mezi nimi |
| řešit matematické rovnice a soustavy rovnic |
| používat metody maticového počtu |
| použít metody diferenciálního a integrálního počtu |
| využít PC pro zpracování dat, přípravu textových dokumentů, tabulek a grafů |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: kriticky přistupuje ke zdrojům informací, informace tvořivě zpracovává a využívá při svém studiu a praxi, |
| bc. studium: uplatňuje při řešení problémů vhodné metody a dříve získané vědomosti a dovednosti, kromě analytického a kritického myšlení využívá i myšlení tvořivé s použitím představivosti a intuice, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| identifikovat tepelné systémy a procesy, interpretovat teorii přenosu tepla, základní rovnice teplotních polí |
| popsat různé způsoby rozdělení modelů, zjednodušování a věrohodnost modelu |
| charakterizovat zobecněné proměnné, jejich využití při modelování, metody jejich získávání a experimentální matematické modely |
| vymezit možnosti, výhody, nevýhody, principy fyzikálních modelů a fyzikálních analogů |
| formulovat principy jednotlivých deterministických numerických počítačových modelů (metoda konečných diferencí, metoda konečných prvků, metoda konečných objemů, metoda okrajových prvků), vysvělit jejich možnosti, výhody a nevýhody |
| formulovat principy jednotlivých stochastických numerických počítačových modelů (metoda pravděpodobnostní, metoda Exodus, metoda Monte Carlo), vysvělit jejich možnosti, výhody a nevýhody, sestavit stochastický popis tepelných procesů |
| Odborné dovednosti |
|---|
| využít teorii přenosu tepla a základní rovnice šíření tepla při řešení tepelných úloh |
| vyjádřit vhodnou metodou zobecněné proměnné pro analyzovaný tepelný proces |
| zobecnit výsledky série experimentů (počítačových modelů) do experimentálního matematického modelu |
| využít fyzikálního modelu nebo fyzikálního analogu k řešení tepelné úlohy |
| řešit tepelné úlohy s využitím deterministických počítačových modelů |
| aplikovat stochastický popis fyzikálních polí na tepelné úlohy a řešit je s využitím stochastických počítačových modelů |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i širší veřejnosti vlastní odborné názory, |
| 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, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Samostatná práce studentů, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Samostatná práce studentů, |
| Prezentace práce studentů, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Individuální prezentace, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Individuální prezentace, |
| Seminární práce, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Seminární práce, |
| Individuální prezentace, |
|
Doporučená literatura
|
-
Kuneš, Josef; Franta, Václav; Vavroch, Otakar. Základy modelování. 1. vyd. Praha : SNTL, 1989. ISBN 80-03-00147-1.
-
Kuneš, Josef. Modelování tepelných procesů. 1. vyd. Praha : SNTL, 1989. ISBN 80-03-00134-X.
-
Veselý, Z. Modelování tepelných procesů ve fyzikálních technologiích.
|