Tantárgyi Adatlap

Download PDF
Budapest University of Technology and Economics
Faculty of Transportation Engineering and Vehicle Engineering
1. Subject name Hő- és áramlástani számítások
2. Subject name in Hungarian Computational fluid- and thermodynamics
3. Code BMEKOVRM606 4. Evaluation type exam grade 5. Credits 4
6. Weekly contact hours 2 (10) Lecture 0 (0) Practice 2 (11) Lab
7. Curriculum
Vehicle Engineering MSc (J)
 8. Role
Mandatory (mc) at Vehicle Engineering MSc (J)
9. Working hours for fulfilling the requirements of the subject 120
Contact hours 56 Preparation for seminars 18 Homework 20
Reading written materials 10 Midterm preparation 6 Exam preparation 10
10. Department Department of Aeronautics and Naval Architectures
11. Responsible lecturer Dr. Veress Árpád
12. Lecturers Dr. Veress Árpád
13. Prerequisites  
14. Description of lectures
Ipari mintapéldák bemutatása, Közelítési elvek és alkalmazhatósági feltételek, Áramlásmodellezés a kontinuum-mechanika alapján, A Navier-Stokes egyenletrendszer, A CFD (Computational Fluid Dynamics) tárgya, aktualitása, előnyei és alkalmazhatósági területei, Turbulencia és figyelembevételének lehetőségei (DNS, LES, RANS), Reynolds és Favre átlagolt Navier-Stokes egyenletrendszer, Reynolds feszültség és örvény viszkozitási modellek, Turbulencia modellek, k-omega és SST turbulencia modellek, Fal közeli áramlás modellezésének lehetőségei: logaritmikus faltörvény és kis Reynolds számú modellek, A turbulencia modellek peremfeltételei, Diszkretizációs technikák (véges differencia, véges térfogat és véges elemes módszerek, előnyök és hátrányok), A diszkretizált egyenletrendszer megoldása véges térfogat módszerének segítségével, (a véges térfogat módszer alapjai; konvergencia, stabilitás és konzisztencia; kezdeti és peremfeltételek), A CFD feladat főbb lépései; modellépítés (és egyszerűsítés), hálózás (hálózási metrikák), anyagtulajdonságok megadása, peremfeltételek definiálása, konvergencia és az eredmények megjelenítése kvalitatív és kvantitatív formában. CFX mintapéldák kidolgozása oktatói segédlettel különös tekintettel a hőközlésre, az összenyomható és összenyomhatatlannak feltételezett áramlásra, illetve a hangsebesség felett kialakult jelenségek vizsgálatára.
15. Description of practices
 
16. Description of labortory practices
A számítógépes labor-foglalkozások keretében vezetett numerikus áramlástani, termikus és hőközléses mintafeladatok kidolgozásán keresztül ismerkednek meg a hallgatók az elméletben megismert módszerek gyakorlati alkalmazásával. Például: Profil körüli áramlás modellezése, Centrifugálkompresszor analízise, Részecske kiválasztás numerikus áramlástani szimulációja, Nyíltfelszínű áramlás modellezése, Gázturbina égéstérben kialakult folyamatok vizsgálata, Turbinafokozat szimulációja.
17. Learning outcomes
A. Knowledge
  • A hallgató ismeri a napjainkban legszélesebb körben alkalmazott számítógépes áramlásmodellezési módszerek előnyeit, érvényességi feltételeit, alkalmazási területeit, továbbá elméleti és gyakorlati vonatkozásait
B. Skills
  • A hallgató képes önállóan elvégezni számítógépes áramlás-modellezési feladatokat különös tekintettel a valóság minél pontosabb reprodukálásra, illetve a legjobb „számítógépi kapacitásigény/pontosság” arány elérésére verifikációval, plauzibilitás vizsgálattal és validációval (amennyiben releváns)
  • A hallgató képes felismerni a fejlesztésre szoruló áramlástani és termikus jelenségeket a hatékonyság növelése érdekében, képes elvégezni a szükséges módosításokat és ellenőrizni a változtatások eredményét
C. Attitudes
  • A hallgató tudásának és képességeinek maximumát nyújtva törekszik arra, hogy tanulmányait a lehető legmagasabb színvonalon, a legrövidebb idő alatt, elmélyült és önálló alkotásra képes tudásra szert téve végezze
  • A hallgató együttműködik az oktatóval és a hallgató-társaival ismereteinek bővítése során
  • A hallgató folyamatos önálló ismeretszerzéssel is bővíti tudását kiegészítve a tanórák keretében
D. Autonomy and Responsibility
  • A hallgató felelősséget érez aziránt, hogy munkájának minőségével és az etikai normák betartásával példát mutasson társainak
  • A hallgató felelősséggel alkalmazza a tantárgy során megszerzett ismereteket, tekintettel azok érvényességi korlátjaira
  • A hallgató nyitottan fogadja a megalapozott kritikai észrevételeket és építő jelleggel hasznosítja a jövőben
  • A hallgató elfogadja az együttműködés kereteit, a helyzettől függően önállóan vagy csapat részeként is képes munkáját elvégezni
18. Requirements, way to determine a grade (obtain a signature)
Egyéni hallgatói feladat: Egy, az oktató által meghatározott féléves házi feladatot kell elkészítni minden hallgatónak a hő- és áramlástani számítások területéről heti bemutatás és konzultációkon való részvétel mellett. A munkából készült kutatási jelentést a kiadott formátumban kell beadni a szorgalmi időszak utolsó hetében. A félév során egy zárthelyi dolgozatot íratunk, és osztályozzuk a beadandó házi feladatot is. A zárthelyi egy alkalommal javítható, ill. a pótlás hetén külön eljárási díj megfizetése mellett pótolható hiányzás, illetve elégtelen osztályzat esetén. A beadandó házi feladatot a szorgalmi időszakban kell teljesíteni, melyre a hallgató osztályzatot kap. A pótlás hetén külön eljárási díj megfizetése mellett van lehetőség a házi feladat bemutatására és leadására. A félévközi szereplésre részjegyet adunk a zárthelyi és a házi feladat alapján (számtani átlag), amelyeknek önmagukban is legalább elégségesnek kell lenniük. Az aláírás feltétele legalább elégséges részjegy. A vizsgajegy a vizsgán elért eredmény és a részjegy átlaga, ha egyik sem elégtelen. Ha valamelyik elégtelen, akkor a vizsgajegy elégtelen.
19. Opportunity for repeat/retake and delayed completion
A félévközi zárthelyi dolgozat pótlására egyszer van lehetőség a félév során, illetve ezt követően a pótlás hetén lehet pótolni a külön eljárási díj megfizetése mellett. A házi feladat leadása a szorgalmi időszakban történik. Pótlás hetén egyszer van lehetőség a házi feladat utólagos leadására a külön eljárási díj megfizetése mellett.
20. Learning materials
A tárgy keretében kiadott mintapéldák, dokumentumok és oktatási segédanyagok.
John D. Anderson, JR.: Computational Fluid Dynamics, New York, ISBN-10: 0071132104, ISBN-13: 978-0071132107, McGraw-Hill Higher Education; International edition (1995),
Hirsch, Charles: Numerical Computation of Internal and External Flows, Volume 1 and 2, ISBN-10: 0471923850, ISBN-13: 978-0471923855, John Wiley and Sons (2001),
Veress Á.: Bevezetés az áramlástan numerikus módszereibe, Tanszéki segédlet (2002)
Veress, Á. and Rohács, J.: Application of Finite Volume Method in Fluid Dynamics and Inverse Design Based Optimization, DOI: - 5772/38786, ISBN 978-953-51-0445-2 (2012) http://www.intechopen.com/books/finite-volume-method-powerful-means-of-engineering-design/application-of-finite-volume-method-influid-dynamics-and-inverse-design-based-optimization
ANSYS, Inc., ANSYS CFX-Solver Theory Guide, Release - 2, ANSYS, Inc. Southpointe, 275 Technology Derive Canonsburg, PA15317, ansysinfo@ansys.com, http://www.ansys.com, USA, 2012
Effective date 10 October 2019 This Subject Datasheet is valid for Nem induló tárgyak