Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Modelowanie układów przepływowych
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFT-1-701-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
7
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Stęgowski Zdzisław (stegowski@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Stęgowski Zdzisław (stegowski@fis.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

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

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
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, FT1A_W02 Egzamin
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, FT1A_W02 Egzamin
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zaprojektować model fenomenologiczny i wyznaczyć jego parametry w oparciu o dane doświadczalne funkcji rozkładu czasu przebywania. FT1A_U02, FT1A_U01, FT1A_U04 Projekt
M_U002 Student potrafi zastosować pakiety z zakresu numerycznej mechaniki płynów do symulacji przepływów. FT1A_U02, FT1A_U01, FT1A_U04 Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi wykorzystać zdobytą wiedzę i dostępne pakiety obliczeniowe do modelowania i symulowania układów przepływowych. FT1A_K03, FT1A_K02 Egzamin
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
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. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
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. + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi wykorzystać zdobytą wiedzę i dostępne pakiety obliczeniowe do modelowania i symulowania układów przepływowych. + - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

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.

Ćwiczenia laboratoryjne:

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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 103 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 15 godz
Przygotowanie do zajęć 36 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 22 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Wymagania wstępne i dodatkowe:

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

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.