Fluid Mechanic Chair


Računalna dinamika fluida
Ukupno sati: 6 [3 + 3]		ECTS: 7

Web materijali: Stranica s web materijalima Raspored: Raspored održavanja nastave Raspored održavanja konzultacija Raspored održavanja ispita Provjera znanja: ispit Upute za pristupanje ispitu		Nositelj kolegija: Zdravko Virag, Ivo Džijan Tip kolegija: stručni Vrsta vježbi: praktikum/laboratorijske/eksperimentalne/projektantske Preduvjeti za ispit: Mehanika fluida II Cilj kolegija: Dati osnove numeričke metode konačnih volumena za proračun turbulentnog strujanja fluida i izmjene topline. Pripremiti studente za korištenje komercijalnih paketa računalnih programa. Literatura: Patankar, S.: Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw-Hill, 1980. Abbott, M; Basco, D.: Computational Fluid Dynamics An Introduction for Engineers, John Wiley, New York, 1989. Tennekes, H.; Lumley, J.: A First Course in Turbulence, The MIT Press, Cambbridge, 1972.

Tjedan	Sadržaj predavanja	Sadržaj vježbi

1	Uvod. Uloga i značaj računalne dinamike fluida. Primjeri primjene računalne dinamike fluida.	Pregled modela strujanja fluida. Navier-Stokesove jednadžbe, Reynoldsove jednadžbe, jednadžbe graničnog sloja, model potencijalnog strujanja.

2	Matematička priroda jednadžbi osnovnih modela i granični uvjeti.	Jednadžba kinetičke energije turbulencije i disipacije kinetičke energije. Pregled modela turbulencije. Ravnotežni granični sloj.

3	Pregled metoda diskretizacije područja proračuna i jednadžbi u računalnoj dinamici. Metoda konačnih razlika, konačnih volumena i konačnih elemenata.	Osnovni zahtjevi na numerički postupak. Konzistencija, konvergencija, stabilnost, točnost i efikasnost.
4	Metode ispitivanja stabilnosti numeričkog postupka. Kriterij Levy-Couranta.	Metoda kontrolnih volumena za rješavanje opće konvekcijsko difuzijske jednadžbe. Granični uvjeti.


5	Analiza shema za vremensko integriranje jednadžbi.	Primjeri izračunavanja stacionarno provođenje topline. Integracija toplinskog toka i bilanciranje energije.
6	Primjeri nestacionarnog provođenje topline. Akumulacija unutarnje energije.	Konduktivna izmjena topline s promjenom faza.
7	1. kolokvij	Algoritmi za povezivanje jednadžbi za polje brzine i polje tlaka. (Algoritmi SIMPLE i SIMPLER).
8	Pregled i usporedba shema diferencije.	Laminarno strujanja u cijevi, između mirujućih i gibajućih paralelnih ploča. Strujanje u koljenu.
9	Laminarno optjecanje cilindra i kugle.	Analiza laminarnog strujanja uslijed prirodne konvekcije.
10	Metode za analizu problema sa slobodnom granicom (granicom faza i slobodnom površinom).	Analiza problema s prirodnom konvekcijom i koncentracijom.
11	Analiza problema s prirodnom konvekcijom i promjenom faza. Problemi sa slobodnom površinom.	2. kolokvij
12	Specifični aspekti proračuna turbulentnog strujanja.	Rotirajući disk u kućištu. Utjecajni parametri. Određivanje gubitaka trenja.
13	Turbulentno strujanje u cijevi i graničnom sloju uz ravnu ploču. Temperaturni granični sloj.	Turbulentno strujanje s izmjenom topline u naglom proširenju.
14	Analiza optjecanja kugle, cilindra i elipsoida. Usporedba s eksperimentom.	Primjer složenijeg slučaja turbulentnog strujanja I.
15	Primjer složenijeg slučaja turbulentnog strujanja II.	3. kolokvij

Računalna dinamika fluida