- Nazwa przedmiotu:
- Numeryczne modelowanie przepływów w silnikach turbinowych i rakietowych
- Koordynator przedmiotu:
- dr hab. inż. Janusz Piechna, prof. PW
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Lotnictwo i Kosmonautyka
- Grupa przedmiotów:
- Specjalnościowe
- Kod przedmiotu:
- ML.NS639
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Liczba godzin kontaktowych: 35, w tym:
a) wykład – 15 godz.,
b) laboratorium – 15 godz.,
c) konsultacje – 5 godz.
Praca własna studenta – 18 godzin, w tym:
a) 8 godz. – przygotowywanie się do laboratoriów i wykładów,
b) 10 godz. – opracowanie sprawozdania z laboratorium.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1,4 punktu ECTS - liczba godzin kontaktowych: 35, w tym:
a) wykład – 15 godz.;
b) laboratorium – 15 godz;
c) konsultacje – 5 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1,2 punktu ECTS - 30 godzin pracy studenta, w tym:
a) udział w ćwiczeniach laboratoryjnych - 15 godzin;
b) przygotowywanie się do laboratorium i wykonanie sprawozdania - 15 godzin.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium15h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Wiedza i umiejętności z zakresu mechaniki płynów i metod numerycznych.
- Limit liczby studentów:
- Grupy laboratoryjne max 12 osób, ogółem max 48 osób.
- Cel przedmiotu:
- Po zaliczeniu przedmiotu studenci posiadają praktyczną umiejętność wykorzystywania programów CFD do analizy przepływów w silnikach turbinowych i rakietowych..
- Treści kształcenia:
- 1. Modele przepływów stacjonarnych i przepływów nieustalonych płynu ściśliwego.
2. Dyskretyzacja obszaru obliczeniowego: siatki stałe, ruchome siatki i siatki deformowalne.
3. Warunki brzegowe: stałe, ruchome i periodyczne.
4. Podstawowe metody numerycznego rozwiązywania zdyskretyzowanych równań Eulera i Naviera-Stokesa.
5. Modelowanie turbulencji: modele RANS jedno i dwu - równaniowe.
6. Przepływy ze źródłami ciepła- przepływy przez komory spalania.
7. Przepływ z wymianę ciepła przez ścianki – chłodzenie łopatek turbin.
8. Przepływy przez materiały porowate – chłodzenie łopatek turbin.
9. Zasady tworzenia procedur definiowanych przez użytkownika.
10. Współoddziaływanie przepływu z obiektami ruchomymi- sterowanie wektorem ciągu.
11. Modelowanie hałasu przepływowego.
- Metody oceny:
- 2 sprawdziany z teorii, punktowy system oceny pracy i postępów studenta na zajęciach laboratoryjnych, podczas których studenci powinni zaprojektować model fizyczny analizowanego zjawiska, zbudować jego model numeryczny, wykonać obliczenia w programie CFD oraz przedstawić wyniki w postaci graficznej.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. Ferziger, Perić, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer.
2. Versteeg, Malalasekera, An Introduction to Computational Fluid Dynamics, Pearson, Prentice Hall,
3. Fluent 6.3 Help.
Dodatkowa literatura:
- materiały na stronie http://www.desktopaero.com/appliedaero/preface/welcome.html, http://www.cfd-online.com/Links/onlinedocs.html;
- Tu J., Yeoh G.H., Liu C., Computational Fluid Dynamics- A Practical Approach, BH;
- materiały dostarczone przez wykładowcę.
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
- -
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka ML.NS639_W1
- Zna podstawowe modele płynu i typy przepływu.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_W2
- Zna podstawowe metody rozwiązywania zdyskretyzowanych równań Eulera i Naviera-Stokesa.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_W3
- Zna podstawowe warunki brzegowe i zasady ich stosowania.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W01, LiK2_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_W4
- Zna podstawowe modele turbulencji.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W01, LiK2_W10
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_W5
- Zna techniki stosowane w modelowaniu ruchomych elementów maszyn przepływowych.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W02, LiK2_W10, LiK2_W01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_W6
- Zna modele przejmowania ciepła i podstawowe modele spalania.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W01, LiK2_W08, LiK2_W15, LiK2_W16
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_W7
- Zna podstawowe zasady tworzenia kształtu dyszy zbieżno-rozbieżnej i jej własności przy zmiennym ciśnieniu otoczenia.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W01, LiK2_W10, LiK2_W16
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka ML.NS639_U1
- Potrafi zastosować odpowiedni model płynu i przepływu w typowych modelach elementów maszyn przepływowych.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U01, LiK2_U09, LiK2_U10, LiK2_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_U2
- Potrafi zastosować właściwą metodę rozwiązywania równań dostosowaną do modelu płynu wykorzystanego w rozwiązaniu zadania technicznego.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U01, LiK2_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_U3
- Umie zastosować odpowiednie do zadania warunki brzegowe i odpowiedni model turbulencji.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U01, LiK2_U08, LiK2_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_U4
- Potrafi zastosować techniki modelowania ruchomych elementów w budowie modelu maszyny przepływowej.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U01, LiK2_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_U5
- Potrafi zastosować odpowiedni model przejmowania ciepła i odpowiedni model spalania dopasowany do problemu technicznego.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U15, LiK2_U16, LiK2_U17
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NS639_U6
- Potrafi dopasować kształt dyszy do pracy przy zmiennym ciśnieniu otoczenia.
Weryfikacja: Testy na zajęciach, sprawozdania z laboratorium, testy podczas laboratorium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U12, LiK2_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe: