Předmět Výpočtové postupy v technické praxi (VPTP)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu VPTP - Výpočtové postupy v technické praxi, Lesnická a dřevařská fakulta, Mendelova univerzita v Brně (MENDELU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

1.Vybrané numerické metody řešení diferenciálních rovnic. Úvod do problematiky variačních metod. Úvod do problematiky metod konečných (MKP) a okrajových prvků. Význam separace geometrie oblasti a fyzikální podstaty jejího chování. Rozdělení základních fyzikálních fenoménů způsobu chování materiálu. Implementace základních a některých pokročilých kapitol fyziky do matematické podstaty vybraných variačních metod. (dotace 0/2)2.Modelování strukturálních problémů I. Základní kroky strukturální analýzy. Rozdělení entit MKP celého procesu modelování. Druhy geometrických a konečně prvkových entit. Problematika transformace mezi lokálními a obecnými soustavami souřadnic. Základní principy CAD modelování. Rozdělení a druhy konečných prvků v běžných MKP modelářích. Definice a aplikace počátečních a okrajových podmínek v MKP úloze. (dotace 0/2)3.Modelování strukturálních problémů II. Homogenizace sítě konečných prvků (izotropní a anizotropní síť). Homogenizace chování materiálů vzhledem k různým měřítkům. Stanovení chyby řešení. Způsoby verifikace. Modelování směrových vlastností materiálu (izotropní, ortotropní, anizotropní, popř. jejich spec. modifikace). Základní kapitoly z mechaniky kontinua. Definice a popis pole napětí a deformace. Řešení stacionárních úloh, základní předpoklady a principy (rovnice rovnováhy). (dotace 0/3)4.Modelování strukturálních modelů III. Definice materiálových modelů (Pracovní diagramy). Stav napjatosti jednoduchých materiálových modelů. Jednoduché způsoby kontroly procesu tvorby CAD-MKP modelu. Popis základních veličin mechaniky kontinua a zhodnocení jejich významu a velikosti v řešení. Kritéria porušení: definice, implementace, způsob využití a zhodnocení. Matematická formulace a programová algoritmizace Dirichletovy, Neumannovy a Newtonovy okrajové podmínky. Fyzikální podstata pružné okrajové podmínky. (dotace 0/3)5.Modelování strukturálních modelů IV. Pravděpodobnostní modely. Princip metody Monte Carlo a jednoduchých generátorů náhodných čísel s pevnou definicí distribuční křivky a jejích parametrů zejména u normálního, Weibullova, lognormálního, Poissonova a pravidelného rozdělení. Závislost výstupních veličin strukt.úlohy na proměnných vstupech s pravděpodobnostním chováním. (dotace 0/3)6.Úvod do teorie pravděpodobnosti. Pravděpodobná podoba pole napětí a deformace. Pravděpodobnost porušení. Optimalizace strukturální úlohy konvenční MKP. Definice, algoritmizace, vyhodnocení. Konvergence a podmíněnost řešení. Principy materiálové optimalizace. Základy inverzních variačních metod. Evoluční procesy a příbuznost s materiálovou optimalizací u živých organismů (s důrazem na dřevo). (dotace 0/3)7.Úvod do řešení nelineárních geometrických úloh. Úvod do teorie velkých deformací, průhybu, vyztužení, změkčení. Pokročilé metody modifikace sítě KP. Mapované síťování. Lokální zjemnění sítě. Sub-strukturální členění oblasti. Formování super-elementů a vyšších komplexů. Úvod do teorie systémů. Pojetí objektu a struktury v MKP. (dotace 0/3)8.Modelování termodynamických jevů I. Úvod do teorie termodynamiky kontinua. Zákony zachování - bilance (hmotnosti, hybnosti, momentu hybnosti, energie, entropie). Pohyb a deformace kontinua. Termodynamické veličiny. I. a II. zákon termodynamiky. Termoviskoelastický materiál. Způsoby přenosu tepla a vlhkosti. Současné difuzivní modely pou?ívané pro popis transportu vlhkosti a teploty. (dotace 0/3)9.Modelování termodynamických jevů II. Specifika modelování MKP, a přípravy CAD modelu. Principy fázové přeměny (kapalina-pevná látka v klidu). Stupně volnosti a definice okrajových podmínek u termod.jevů. Kondukční, konvekční a radiační modely prostupu tepla a jejich kombinace. Řešení kombinovaného přenosu více médií difúzním způsobem. (dotace 0/3)10.Proudění I. Navier - Stokesova věta. Rovnice kompatibility. Laminární a turbulentní proudění. Modelování stlačitelných a nestlačitelných tekutin. Současné modely turbulence (standardní, nulový, RNG, NKE, GIR, SZL). Hydrostatický a hydrodynamický tlak. Současné proudění více látek (ALE formulace). Odvození matic proudění. (dotace 0/3)11.Souhrn. Vázaná fyzikální pole. Kombinace strukturálního, termodynamického popř. elektromagnetického pole. Kombinace strukturální a tepelné úlohy s prouděním. Úvod do řešení akustických problémů, kmitání (výpočet vlastních kmitů, spektra), rychlých dynamických jevů. Srovnání transientní a dynamické analýzy. Význam a aplikace modelování fyzikálních polí v DP. (dotace 0/3)Výstupy předmětu:Všeobecné kompetence: -dovednosti spojené s využíváním a zpracováním informací-schopnost analýzy a syntézy-základní výpočetní dovednostiOborově specifické kompetence: -Analýza a řešení problémů technického charakteru-Schopnost kombinovat znalosti biologických a technických procesů-Schopnost řešit prostorové problémy a řešení vhodně zobrazit-Získání poznatků-Znalost druhů materiálů, jejich vlastností a použití

Získané způsobilosti

Všeobecné kompetence: -dovednosti spojené s využíváním a zpracováním informací-schopnost analýzy a syntézy-základní výpočetní dovednostiOborově specifické kompetence: -Analýza a řešení problémů technického charakteru-Schopnost kombinovat znalosti biologických a technických procesů-Schopnost řešit prostorové problémy a řešení vhodně zobrazit-Získání poznatků-Znalost druhů materiálů, jejich vlastností a použití

Literatura

TypAutorNázevMísto vydáníNakladatelRokISBNDANSYS, ANSYS Theory Reference.001099.SAS IP,Inc., program manual.DBerthelot, J.M., Composite materials - Mechanical behavior and structural analysis, New York: Springer Verlag, 1999.DBrdička, M., Mechanika kontinua, Praha: Academia, 2000.DKolář, V., FEM principy a praxe metody konečných prvků, Praha: Computer Press, 1997.DMaršík, F., Termodynamika kontinua, Praha: Academia, 1999.

Požadavky

seminární práce - tvorba vybraného modelu, test

Garant

Ing. Jan Tippner, Ph.D.

Vyučující

Ing. David DěckýIng. Jaromír MilchIng. Václav Sebera, Ph.D.Ing. Jan Tippner, Ph.D.Mgr. Ing. Miroslav Trcala, Ph.D.Ing. Eva TroppováIng. Barbora Vojáčková, DiS.