Преношење топлоте и супстанције – нумерички приступ

ID: 3014
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Бањац Ј. Милош
извођачи: Бањац Ј. Милош
контакт особа: Бањац Ј. Милош
ниво студија: докторске студије
ЕСПБ: 5
облик завршног испита: презентација семинарског рада

извођења

  • 3. семестар, позиција 1

циљ

Студенти треба да се упозна са могућностима и стекне знања о теоријским основама методе коначних запремина, односно да се обучи да помоћу нумеричких метода решава проблеме из области преношења топлоте и супстанције, односно механике флуида. Стечена знања ће им омогућити да без обзира на сложеност проблема - геометријских и граничних услова, прорачуном предвиђа поља брзина, поља температура и поља концентрација супстанције, што при овим процесима настају у флуидима, односно чврстим телима.

исход

Након прослушане наставе и самостално урађених нумеричких примера, студенти би били стекли знања о теоријским основама нумеричких метода које се користе за решавање проблема из области механике флуида и области простирања топлоте и супстанције. Такође, били би оспособљени да, користећи се комерцијалним ЦФД програмом PHOENICS 3.1, врше предвиђања, тј. компјутерске симулације флуидних и топлотних, односно токова супстанције.

садржај теоријске наставе

1. Увод - поређење класичног и нумеричког приступ решавања проблема струјања флуида и проблема простирања топлоте и супстанције 2. Основне билансне и једначине стања у механици флуида и у простирању топлоте и супстанције 3. Турбулентна струјања флуида и моделирање напона турбуленције 4. Двоједначински модели и пуни Рејнолдосви модели напона турбуленције 5. Решавање дифузионих проблема методом коначних запремина 6. Решавање конвективно-дифузионих проблема методом коначних запремина 7. Алгоритми за решавање спрегнутог притисак-брзина система једначина за устаљене услове 8. Метод коначних запремина за неустаљене проблеме 9. Имплементација граничних услова 10. Решавање система дискретних једначина 11. Напредна поглавља

садржај практичне наставе

1. Нумерички примери решавања устаљених дифузионих проблема методом коначних запремина 2. Нумерички примери решавања неустаљених дифузионих проблема методом коначних запремина 3. Нумерички примери решавања устаљених конвективно-дифузионих проблема методом коначних запремина 4. Нумерички примери решавања неустаљених дифузионих проблема методом коначних запремина

услов похађања

Положен испит из наставних предмета: 1.1 Виши курс из математике 1.2. Нумеричке методе 2.1 Одабрана поглавља из механике флуида

ресурси

1. Скрипте и презентације 2. PHOENICS Documentation 3. PHOENICS-related lectures POLIS 4. PHOENICS On-Line Information System

фонд часова

укупан фонд часова: 35

активна настава (теоријска)

ново градиво: 10
разрада и примери (рекапитулација): 0

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 0
лабораторијске вежбе: 5
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 5
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: 5
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 0
тест са оцењивањем: 0
завршни испит: 5

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 0
тест/колоквијум: 0
лабораторијска вежбања: 30
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 40
пројекат: 0
завршни испит: 30
услов за излазак на испит (потребан број поена): 40

литература

Стевановић, Ж.: Нумерички аспекти преношења импулса и топлоте, ИСБН. 978-86-80578-81-3, Машински факултет, Универзитет у Нишу, 2004.; Сијерчић, М.: Математичко моделирање комплексних турбулентних транспортних процеса, ИСБН 8678770058, Библиотека научноистраживачких достигнућа 9788678770050, Југословенско друштво термичара, 1998.; Patankar, S.V.: Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, Hemisphere Publishing Corporation, USA, 1980;