Fluid Mechanic Chair


Računalna mehanika fluida
Ukupno sati: 3 [2 + 1]		ECTS: 4

Web materijali: Stranica s web materijalima Raspored: Raspored održavanja nastave Raspored održavanja konzultacija Raspored održavanja ispita Provjera znanja: Upute za pristupanje ispitu		Nositelj kolegija: Zdravko Virag, Ivo Džijan Tip kolegija: izborni-stručni Vrsta vježbi: praktikum/laboratorijske/eksperimentalne/projektantske Preduvjeti za ispit: Mehanika fluida, Termodinamika Cilj kolegija: Dati pregled razina modeliranja u mehanici fluida s naglaskom na problem turbulencije i zadavanja rubnih uvjeta. Osnove numeričkih metoda za rješavanje vremenski osrednjenih Reynoldsovih jednadžbi s naglaskom na algoritme za povezivanje polja brzine i tlaka. Numeričko rješavanje osnovnih strujanja u mehanici fluida s naglaskom na ocjenu točnosti rješenja. Literatura: Patankar, S.: Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw-Hill, 1980. Fletcher C.A.J.: Computational Techniques for Fluid Dynamic 1 i 2, Springer, 1988.

Tjedan	Sadržaj predavanja	Sadržaj vježbi

1	Pregled modela strujanja fluida. Navier-stokesove jednadžbe, Reynoldsove jednadžbe, jednadžbe graničnog sloja, model potencijalnog strujanja.	Uloga i značaj računalne mehanike fluida. Ilustrativni primjeri primjene računalne mehanike fluida.

2	Matematička priroda jednadžbi osnovnih modela i granični uvjeti.	Primjer primjene panelne metode u analizi potencijalnog nestlačivog strujanja fluida.

3	Pregled metoda diskretizacije područja proračuna i jednadžbi u računalnoj dinamici. Metoda konačnih razlika, konačnih volumena i konačnih elemenata.	Primjeri diskretizacije modelskih jednadžbi metodom konačnih razlika.
4	Osnovni zahtjevi na numerički postupak. Konzistencija, konvergencija, stabilnost, točnost i efikasnost.	Primjeri diskretizacije modelskih jednadžbi metodom konačnih volumena. Primjeri analize konzistencije diskretizacije.


5	Metode ispitivanja stabilnosti numeričkog postupka. Kriterij Levy-Couranta.	Analiza shema za vremensko integriranje jednadžbi.
6	Metoda kontrolnih volumena za rješavanje opće konvekcijsko difuzijske jednadžbe. Granični uvjeti	Primjer jednodimenzijskog nestacionarnog provođenja topline. Integracija toplinskog toka i bilanciranje energije.
7	Pregled i usporedba shema diferencije.	Primjer dvodimenzijskog stacionarnog provođenje topline. Zadavanje rubnih uvjeta. Integracija toplinskog toka.
8	1. kolokvij - zadatak	1. kolokvij - teorija
9	Algoritmi za povezivanje jednadžbi za polje brzine i polja tlaka. (Algoritmi SIMPLE i SIMPLER).	Primjer dvodimenzijskog stacionarnog provođenje topline. Zadavanje rubnih uvjeta. Integracija toplinskog toka.
10	Tretiranje nelinearnosti u jednadžbi količine gibanja i faktori podrelaksacije.	Primjer numeričke analize rotirajućeg diska u kućištu. Određivanje gubitaka trenja.
11	Problem modeliranja turbulencije. Jednadžba kinetičke energije turbulencije.	Numerička analiza laminarnog strujanja uslijed prirodne konvekcije. Izračunavanje Nusseltova broja.
12	2. kolokvij - zadatak	2. kolokvij - teorija
13	Pregled modela turbulencije. k-e model turbulencije.	Numerička analiza turbulentnog strujanja u cijevi. Usporedba dobivenih rezultata s eksperimentalnim.
14	Ravnotežni granični sloj. Zakon zida. Zadavanje rubnih uvjeta u turbulentnom strujanju.	Numerička analiza turbulentnog graničnog sloja uz ravnu ploču. Usporedba dobivenih rezultata s eksperimentalnim.
15	3. kolokvij -zadatak	3. kolokvij - teorija

Računalna mehanika fluida