Компјутерске симулације струјнотермичких процеса и CFD

ID: 0153
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Стевановић Д. Владимир
извођачи: Миливојевић С. Сања, Стевановић Д. Владимир
контакт особа: Стевановић Д. Владимир
ниво студија: мастер академске студије
ЕСПБ: 6
облик завршног испита: писмени+усмени
катедра: катедра за термоенергетику

извођења

циљ

Стицање знања о аналитичким и нумеричким моделима струјнотермичких процеса у енергетској, термотехничкој и процесној опреми, изучавање нумеричких метода за симулацију и анализу једнофазних и двофазних струјања и оспособљавање за самосталну примену различитих метода компјутерских симулација, укључујући и методе нумеричке механике флуида (Computational Fluid Dynamics - CFD).

исход

Студенти се оспособљавају да самостално на рачунару симулирају и анализирају струјнотермичке процесе једнофазних и двофазних струјања течности и гаса, са и без фазног прелаза, у енергетској , термотехничкој и процесној опреми.

садржај теоријске наставе

Модели струјнотермичких процеса са усредњеним и расподељеним параметрима. Билансне једначине масе, количине кретања и енергије и конститутивне корелације за предвиђање транспортних процеса на међуфазним површинама и на зидовима струјних канала. Експлицитне и имплицитне нумеричке методе за решавање Кошијевог проблема са задатим почетним условима у случају решавања модела са усредњеним параметрима. Метода карактеристика за решавање хиперболичких система парцијалних диференцијалних једначина. Примена метода коначних запремина типа SIMPLE за решавање елиптичких и параболичких вишедимензионих модела са расподељеним параметерима. Поступци дефинисања нумеричких мрежа. Графички приказ резултата.

садржај практичне наставе

Поставка модела са усредњеним параметрима за судове под притиском испуњене једнофазним стишљивим флуидом или двофазном мешавином течне и кондензујуће парне фазе. Нумеричка симулација динамичке промене притиска у суду за одржавање притиска, напојном резервоару и добошу парног котла. Поставка модела са расподељеним параметрима за услове струјања једнофазних или двофазних флуида са или без фазног прелаза. Нумеричке симулације простирања таласа притиска и температуре у цевним мрежама. Компјутерске симулације и анализе вишедимензионих двофазних струјања у генераторима паре, испаривачима, кондензаторима, размењивачима топлоте, итд.

услов похађања

Одслушана настава из Механике флуида, Термодинамике и Нумеричких метода.

ресурси

Писани изводи са предавања. Stevanović, V., Thermal-Hydraulics of Steam Generators – Modelling and Numerical Simulation, Monograph, Faculty of Mechanical Engineering, Belgrade, 2006. - КСЈ Рачунарска опрема. - КИО, Софтвер за решавање система диференцијалних једначина. - ИАС, Софтвер за симулације динамичких промена притиска у цевним мрежама и судовима под притиском. - ИАС, Софтвер за симулације просторних двофазних струјања. - ИАС, расположиво у Лабораторији за нуклеарне електране.

фонд часова

укупан фонд часова: 75

активна настава (теоријска)

ново градиво: 20
разрада и примери (рекапитулација): 10

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 15
лабораторијске вежбе: 15
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 0
консултације: 0
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 0
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 5
преглед и оцена семинарских радова: 0
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 5
тест са оцењивањем: 0
завршни испит: 5

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 5
тест/колоквијум: 30
лабораторијска вежбања: 35
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 0
завршни испит: 30
услов за излазак на испит (потребан број поена): 30

литература

Стевановић, В., Писани изводи са предавања, Машински факултет, Београд, 2010. ; Versteeg, H.K., Malalasekera, W., An introduction to Computational Fluid Dynamics, Longman Group Ltd., Harlow, 1995. ; Wulff, W., Computational methods for multiphase flow, Multiphase Science and Technology, Vol. 5, Begell House, 1990. ; Streeter, V.L., Wylie, E.B., Hydraulic Transients, McGraw Hill, New York, 1967.; Tannehill, J.C., Anderson, D.A., Pletcher, R.H., Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer, Taylor&Francis, New York, 1997. ;