Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Modelownie CFD maszyn i urządzeń energetycznych
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-324-SM-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Kołodziejczyk Krzysztof (krkolodz@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach przedmiotu studenci wykonują na poziomie zaawansowanym symulacje numeryczne pracy
wybranych maszyn i urządzeń energetycznych. Spośród prowadzonych analiz dla jednego wybranego
urządzenia zostaną wykonane pomiary parametrów pracy w laboratorium, dla których zostanie
wykonana symulacja numeryczna, a następnie zostanie przeprowadzona analiza porównawcza wyników
z symulacji i z pomiaru laboratoryjnego. Głównym celem przedmiotu jest przekazanie studentom
informacji jak poprawnie wykonać analizę numeryczną dla wybranych maszyn i urządzeń z branży
energetycznej.

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: is able to
M_K001 Student posiada świadomość ciągłego dokształcania się i ciągłego podnoszenia kompetencji w zakresie wykorzystania nowoczesnych narzędzi w procesie projektowania oraz analizie pracy maszyn i urządzeń. MBM2A_K02 Participation in a discussion,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Student potrafi przygotować bryłę do symulacji numerycznej pracy maszyny przepływowej oraz urządzenia energetycznego. MBM2A_U02 Execution of exercises,
Activity during classes,
Project
M_U002 Student potrafi wygenerować siatkę podziału dla maszyny przepływowej oraz urządzenia energetycznego. MBM2A_U02 Execution of exercises,
Project,
Activity during classes
M_U003 Student potrafi poprawnie zdefiniować model w tym określić i przypisać warunki brzegowe, wprowadzić parametry analizy dla tworzonej symulacji. MBM2A_U02 Execution of exercises,
Project,
Activity during classes
M_U004 Student potrafi poprawnie zdefiniować zagadnienie do analizy, określić sposób i zakres wykonania analizy. MBM2A_U02 Execution of exercises,
Project,
Activity during classes
M_U005 Potrafi przeprowadzić krytyczną analizę uzyskanych wyników symulacji numerycznej oraz przygotować w sposób syntetyczny opracowanie. MBM2A_U02 Project,
Activity during classes,
Execution of exercises
M_U006 Potrafi w sposób syntetyczny opracować wyniki przeprowadzonej symulacji MBM2A_U02 Execution of exercises,
Project,
Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Posiada wiedzę na poziomie zaawansowanym z zakresu modelowania numerycznego złożonych układów energetycznych. MBM2A_W02 Project
M_W002 Zna sposoby i zasady przygotowania geometrii oraz wpływ stosowanych uproszczeń i rozwiązań na proces generowania siatki oraz na jakość otrzymywanych wyników symulacji numerycznej. MBM2A_W02 Project
M_W003 Posiada wiedzę z zakresu tworzenia, weryfikacji i optymalizacji siatki podziału modelu oraz wpływu prowadzonych działań na jakość wyników symulacji. MBM2A_W02 Project
M_W004 Posiada wiedzę pozwalającą na krytyczną analizę otrzymanych wyników symulacji numerycznej analizowanej maszyny czy urządzenia. MBM2A_W02 Project
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
28 14 0 14 0 0 0 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student posiada świadomość ciągłego dokształcania się i ciągłego podnoszenia kompetencji w zakresie wykorzystania nowoczesnych narzędzi w procesie projektowania oraz analizie pracy maszyn i urządzeń. + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi przygotować bryłę do symulacji numerycznej pracy maszyny przepływowej oraz urządzenia energetycznego. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi wygenerować siatkę podziału dla maszyny przepływowej oraz urządzenia energetycznego. + - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi poprawnie zdefiniować model w tym określić i przypisać warunki brzegowe, wprowadzić parametry analizy dla tworzonej symulacji. + - + - - - - - - - -
M_U004 Student potrafi poprawnie zdefiniować zagadnienie do analizy, określić sposób i zakres wykonania analizy. + - + - - - - - - - -
M_U005 Potrafi przeprowadzić krytyczną analizę uzyskanych wyników symulacji numerycznej oraz przygotować w sposób syntetyczny opracowanie. + - + - - - - - - - -
M_U006 Potrafi w sposób syntetyczny opracować wyniki przeprowadzonej symulacji + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę na poziomie zaawansowanym z zakresu modelowania numerycznego złożonych układów energetycznych. + - + - - - - - - - -
M_W002 Zna sposoby i zasady przygotowania geometrii oraz wpływ stosowanych uproszczeń i rozwiązań na proces generowania siatki oraz na jakość otrzymywanych wyników symulacji numerycznej. + - + - - - - - - - -
M_W003 Posiada wiedzę z zakresu tworzenia, weryfikacji i optymalizacji siatki podziału modelu oraz wpływu prowadzonych działań na jakość wyników symulacji. + - + - - - - - - - -
M_W004 Posiada wiedzę pozwalającą na krytyczną analizę otrzymanych wyników symulacji numerycznej analizowanej maszyny czy urządzenia. + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 53 h
Module ECTS credits 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (14h):

Metodyka prowadzenia symulacji numerycznej – kolejne etapy analizy – ustawienia parametrów analizy oraz warunków brzegowych.
Analiza sposobu wykonania symulacji numerycznej pracy wybranych maszyn i urządzań energetycznych. Określenie zakresu analizy, określenie domeny obliczeniowej, stosowanych uproszczeń.
Sposoby i techniki przygotowanie geometrii do różnego rodzaju typów analizy numerycznej.
Siatka numeryczna w analizach CFD w tym rodzaje siatek, sposób ich przygotowania oraz weryfikacji i optymalizacji.
Opis ruchu płynu oraz wymiany ciepła – zamknięty układ równań mechaniki płynów.

Laboratory classes (14h):

Wykonanie kilku analiz numerycznych dla wybranych przykładowych maszyn i urządzeń energetycznych w tym wymiennika ciepła oraz wiatraka lub wentylatora.
Prowadzone analizy będą obejmowały metodykę prowadzenia symulacji jej kolejne etapy:
- przygotowanie modelu geometrycznego do analizy,
- przygotowanie siatki numerycznej, łącznie z weryfikacją i optymalizacją,
- ustawienie parametrów analizy, warunków brzegowych,
- analiza uzyskanych wyników.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Na zaliczenie studenci wykonują indywidualny projekt o tematyce uzgodnionej z prowadzącym.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu.
Method of calculating the final grade:

Ocena z zaliczenia indywidualnego projektu.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Student wyrównuje zaległości indywidualnie, po konsultacji z prowadzącym zajęcia.

Prerequisites and additional requirements:

Student musi przynajmniej w stopniu podstawowym znać conajmniej jedną aplikację CAD pozwalającą na tworzenie i edycję bryły. Student musi posiadać podstawowe umiejętności modelowania bryłowego.

Recommended literature and teaching resources:

Kazimierski Z.: „Podstawy mechaniki płynów i metod komputerowej symulacji przepływów”, Łódź 2004.
Patankar’a w “Numerical Heat Transfer and Fluid Flow” Hemisphere Publishing, New York, 1980.
www.ansys.com

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

KOŁODZIEJCZYK K.: Analiza numeryczna przepływu w osadniku prostokątnym z wypełnieniem wielostrumieniowym. Ochrona i inżynieria środowiska : zrównoważony rozwój. Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki WIMiR AGH, 2014. nr 63.

KOŁODZIEJCZYK K., WOJCIECHOWSKI J.: Analysis of the air flow in modernized ventilation system in fan station of underground mine. XXI FMC : XXI Fluid Mechanics Conference : Krakow, 15–18 June 2014.

KOŁODZIEJCZYK K., KOWALSKI W.P. :Conducting numerical simulation of the process of sedimentation under static conditions. Polish Journal of Environmental Studies ; 2016 vol. 25 no. 5A, s. 42–47.

KOŁODZIEJCZYK K., BANAŚ M., WARZECHA P.: Flow modeling in a laboratory settling tank with optional counter-current or cross-current lamella. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering ; ISSN 1734-8412. — 2012 vol. 53 iss. 1, s. 28–36.

KOŁODZIEJCZYK K.: Projektowanie osadnika wielostrumieniowego z zastosowaniem numerycznej symulacji przepływu — Designing multiflux settling tank by using a numerical simulation of flow. Przemysł Chemiczny ; ISSN 0033-2496. — 2017 t. 96 nr 8, s. 1687–1690.

PYTKO P.: Experimental study of flow induced by rotating axial paddle wheels: Zagadnienia budowy i eksploatacji wentylatorów. Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, 2016.

Additional information:

None