Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Modelownie CFD maszyn i urządzeń energetycznych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-2-324-SM-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Kołodziejczyk Krzysztof (krkolodz@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Posiada wiedzę na poziomie zaawansowanym z zakresu modelowania numerycznego złożonych układów energetycznych. MBM2A_W02 Projekt
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 Projekt
M_W003 Posiada wiedzę z zakresu tworzenia, weryfikacji i optymalizacji siatki podziału modelu oraz wpływu prowadzonych działań na jakość wyników symulacji. MBM2A_W02 Projekt
M_W004 Posiada wiedzę pozwalającą na krytyczną analizę otrzymanych wyników symulacji numerycznej analizowanej maszyny czy urządzenia. MBM2A_W02 Projekt
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi przygotować bryłę do symulacji numerycznej pracy maszyny przepływowej oraz urządzenia energetycznego. MBM2A_U02 Wykonanie ćwiczeń,
Aktywność na zajęciach,
Projekt
M_U002 Student potrafi wygenerować siatkę podziału dla maszyny przepływowej oraz urządzenia energetycznego. MBM2A_U02 Wykonanie ćwiczeń,
Projekt,
Aktywność na zajęciach
M_U003 Student potrafi poprawnie zdefiniować model w tym określić i przypisać warunki brzegowe, wprowadzić parametry analizy dla tworzonej symulacji. MBM2A_U02 Wykonanie ćwiczeń,
Projekt,
Aktywność na zajęciach
M_U004 Student potrafi poprawnie zdefiniować zagadnienie do analizy, określić sposób i zakres wykonania analizy. MBM2A_U02 Wykonanie ćwiczeń,
Projekt,
Aktywność na zajęciach
M_U005 Potrafi przeprowadzić krytyczną analizę uzyskanych wyników symulacji numerycznej oraz przygotować w sposób syntetyczny opracowanie. MBM2A_U02 Projekt,
Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń
M_U006 Potrafi w sposób syntetyczny opracować wyniki przeprowadzonej symulacji MBM2A_U02 Wykonanie ćwiczeń,
Projekt,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
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 Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
28 14 0 14 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
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 + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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. + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 53 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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.

Ćwiczenia laboratoryjne (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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o przykładowe analizy oraz fragmenty analiz odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci po wstępie teoretycznym i przeszkoleniu w zakresie prowadzonego ćwiczenia z pomocą prowadzącego wykonują pomiary, W trakcie zajęć z zakresu modelowania numerycznego, studenci wraz z prowadzącym w pracowni komputerowej wykonują analizy numeryczne dla przepływów z pomiarów laboratoryjnych.
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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Zaliczenie zajęć z pomiarami laboratoryjnymi odbywa się na podstawie przygotowanego przez studenta sprawozdania. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

Brak