Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Modeling of flow systems
Course of study:
2016/2017
Code:
JFT-1-701-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Technical Physics
Semester:
7
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż. Stęgowski Zdzisław (stegowski@fis.agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Stęgowski Zdzisław (stegowski@fis.agh.edu.pl)
Module summary

Moduł umożliwia studentowi uzyskanie podstawowej wiedzy z zakresu matematycznego opisu i modelowania układów przepływowych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student potrafi wykorzystać zdobytą wiedzę i dostępne pakiety obliczeniowe do modelowania i symulowania układów przepływowych. FT1A_K07, FT1A_K04 Test
Skills
M_U001 Student potrafi zaprojektować model fenomenologiczny i wyznaczyć jego parametry w oparciu o dane doświadczalne funkcji rozkładu czasu przebywania. FT1A_U08, FT1A_U02 Engineering project
M_U002 Student potrafi zastosować pakiety z zakresu numerycznej mechaniki płynów do symulacji przepływów. FT1A_U08, FT1A_U02 Engineering project
Knowledge
M_W001 Student uzyskuje wiedzę z zakresu opisu układów przepływowych w oparciu o modele fenomenologiczne takich jak komorowe modele idealnego wymieszania oraz modele dyspersyjne. FT1A_W01, FT1A_W07 Test
M_W002 Student uzyskuje wiedzę z zakresu matematycznego opisu przepływów turbulentnych. Poznaje różne modele je opisujące oraz zapoznaje się z podstawowymi zagadnieniami numerycznej mechaniki płynów. FT1A_W01, FT1A_W07 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student potrafi wykorzystać zdobytą wiedzę i dostępne pakiety obliczeniowe do modelowania i symulowania układów przepływowych. + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi zaprojektować model fenomenologiczny i wyznaczyć jego parametry w oparciu o dane doświadczalne funkcji rozkładu czasu przebywania. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zastosować pakiety z zakresu numerycznej mechaniki płynów do symulacji przepływów. + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student uzyskuje wiedzę z zakresu opisu układów przepływowych w oparciu o modele fenomenologiczne takich jak komorowe modele idealnego wymieszania oraz modele dyspersyjne. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student uzyskuje wiedzę z zakresu matematycznego opisu przepływów turbulentnych. Poznaje różne modele je opisujące oraz zapoznaje się z podstawowymi zagadnieniami numerycznej mechaniki płynów. + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

WYKŁADY obejmuję następujące zagadnienia

- układy przepływowe w naturze i technice,
- wprowadzenie do matematycznego opisu układów przepływowych,
- doświadczalne metody badania układów przepływowych,
- opis układu przepływowego poprzez funkcję rozkładu czasu przebywania,
- modele przepływu o parametrach uśrednionych, modele dyspersyjne, modele idealnego wymieszania,
- analityczne i numeryczne metody modelowania układów przepływowych dla modeli fenomenologicznych,
- praktyczne przykłady zastosowania modeli fenomenologicznych,
- wprowadzenie do zagadnień numerycznej dynami płynów,
- opis matematyczny przepływu laminarnego i turbulentnego,
- podstawowe zagadnienia opisu przepływu turbulentnego,
- analityczne i numeryczne modele opisujące zjawisko turbulencji,
- przepływy wielofazowe,
- pakiety do numerycznego symulowania przepływów,
- metodyka przeprowadzania numerycznych symulacji przepływów,
- praktyczne przykłady zastosowań numerycznej mechaniki płynów,
- doświadczalna weryfikacją wyników symulacji.

Laboratory classes:

PRACOWNIA KOMPUTEROWA – LABORATORIUM

ćwiczenia komputerowe obejmować będą dwa podstawowe projekty:

- symulacja przepływu dyfuzyjnego metodą śledzenia ruchu cząstek (metoda Lagrange’a)
- symulacja przepływu dyfuzyjnego metodą elementów skończonych (metoda Eulera)
Projekty te zaliczane będą na podstawie opracowanych sprawozdań..

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 103 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 30 h
Participation in laboratory classes 15 h
Preparation for classes 36 h
Examination or Final test 22 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa z modułu obliczana jest, jako średnia ważona z: średniej oceny z ćwiczeń wykonywanych na laboratorium (35%) oraz oceny z kolokwium zaliczeniowego z wykładu (65%). Pozytywna ocena końcowa wymaga uzyskania pozytywnej oceny końcowej z obu form zajęć.

Prerequisites and additional requirements:

• dobre przygotowanie z modułów matematyki i fizyki realizowanych na studiach inżynierskich,
• dobre przygotowanie z modułów programowania komputerowego.

Recommended literature and teaching resources:

Zdzisław Jaworski, Numeryczna mechanika płynów w inżynierii chemicznej i procesowej, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2005.

Zdzisław Stęgowski, Badania znacznikowe i modelowanie komputerowe wybranych układów przepływowych, AGH WFiIS, Kraków 2010.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Badania znacznikowe i modelowanie komputerowe wybranych układów przepływowych : rozprawa habilitacyjna — Tracer investigations and computer modelling for selected flow systems / Zdzisław STĘGOWSKI. — Kraków : Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH, 2010. — 143 s.. — Bibliogr. s. 135–143, Streszcz., Summ.. — ISBN: 978-83-925779-2-8

CFD models of jet mixing and their validation by tracer experiments / Leszek FURMAN, Zdzisław STĘGOWSKI // Chemical Engineering and Processing ; ISSN 0255-2701. — 2011 vol. 50 iss. 3, s. 300–304.

Determination of flow patterns in industrial gold leaching tank by radiotracer residence time distribution measurement / Zdzisław STĘGOWSKI, Christian P. K. Dagadu, Leszek FURMAN, Edward H. K. Akaho, Kweku A. Danso, Ishmael I. Mumuni, Patience S. Adu, Charles Amoah // Nukleonika : the International Journal of Nuclear Research / Institute of Nuclear Chemistry and Technology, Polish Nuclear Society, National Atomic Energy Agency ; ISSN 0029-5922. — 2010 vol. 55 no. 3, s. 339–344.

Determination of flow structure in a gold leaching tank by CFD simulation / C. P. K. Dagadu, Z. STĘGOWSKI, L. FURMAN, E. H. K. Akaho, K. A. Danso // Journal of Applied Mathematics and Physics ; ISSN 2327-4352. — 2014 vol. 2 no. 7, s. 510–519.

Dispersion determination in a turbulent pipe flow using radiotracer data and CFD analysis / Sugiharto, Zdzisław STĘGOWSKI, Leszek FURMAN, Zaki Su’ud, Rizal Kurniadi, Abdul Waris, Zainal Abidin // Computers & Fluids ; ISSN 0045-7930. — 2013 vol. 79, s. 77-81.

Emission of styrene from polystyrene foam and of cyclopentane from polyurethane foam – measurements and modelling — Emisja styrenu z pianki styropianowej i cyklopentanu z pianki poliuretanowej – pomiary i modelowanie / Maciej Choczyński, Barbara Krajewska, Zdzisław STĘGOWSKI, Jarosław NĘCKI // Polimery ; ISSN 0032-2725. — 2011 t. 56 nr 6, s. 461–470.

Mixing analysis in a stirred tank using computational fluid dynamics / C. P. K. Dagadu, Z. STĘGOWSKI, B. J. A. Y. Sogbey, S. Y. Adzaklo // Journal of Applied Mathematics and Physics ; ISSN 2327-4352. — 2015 vol. 3 no. 6, s. 637–642.

Radiotracer investigation in gold leaching tanks / C. P. K. Dagadu, E. H. K. Akaho, K. A. Danso, Z. STĘGOWSKI, L. FURMAN // Applied Radiation and Isotopes ; ISSN 0969-8043. — 2012 vol. 70 iss. 1, s. 156–161.

Determination of the solid separation and residence time distributions in an industrial hydrocyclone using radioisotope tracer experiments / Zdzisław STĘGOWSKI, Jean-Pierre Leclerc // International Journal of Mineral Processing. — 2002 vol. 66 no. 1–4 s. 67–77.

Radioisotope tracer investigation and modeling of copper concentrate dewatering process / Zdzisław STĘGOWSKI, Leszek FURMAN // International Journal of Mineral Processing. — 2004 vol. 73 s. 37–43.

Radiotracer experiments and CFD simulation for industrial hyrocyclone performance / Zdzisław STĘGOWSKI, Edward NOWAK // Nukleonika : The International Journal of Nuclear Research / Institute of Nuclear Chemistry and Technology, Polish Nuclear Society, National Atomic Energy Agency ; ISSN 0029-5922. — 2007 vol. 53 s. 115–123.

Tracer investigation of a packed column under variable flow / Leszek FURMAN, Jean P. Leclerc, Zdzisław STĘGOWSKI // Chemical Engineering Science. — 2005 vol. 60 s. 3043–3048.

Additional information:

Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:
ćwiczenia laboratoryjne: usprawiedliwiona nieobecność na zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału i jego zaliczenia w formie i terminie wyznaczonym przez prowadzącego zajęcia obecność na wykładzie: zgodnie z Regulaminem Studiów AGH

Zasady zaliczania zajęć:
ćwiczenia laboratoryjne: podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczania. Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż dwa zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości poprawkowego zaliczania zajęć. Od takiej decyzji prowadzącego zajęcia student może się odwołać do prowadzącego przedmiot (moduł) lub Dziekana.