Modeliranje v industrijski fiziki

Opravljeni predmeti Fizika I in Fizika II, Matematika I in Matematika II ter Računalniški praktikum.

Študentje na osnovi praktičnih računalniških vaj spoznajo programe za simulacije v mehaniki tekočin in elastoplastomehaniki.

Učenje poteka v računalniški učilnici z vnaprej pripravljenimi računalniškimi orodji.

Naloge se navezujejo ena na drugo:

Uporaba CAD programa, s katerim študent prenese primer kompleksne geometrije iz načrtov v računalniško obliko.
Pretvarjanje CAD geometrije v diskretno mrežo: mreženje praznih prostorov, kjer se pretaka tekočina, ali mreženje konstrukcije za trdnostne analize.
Uporaba programa za računalniško dinamiko tekočin na mreži iz predhodne naloge. Simulacija nestisljivega toka.
Računalniška dinamika tekočin: simulacija stisljivega toka.
Elastomehanika – uporaba računalniškega programa za trdnostne analize na konstrukciji iz prve naloge.
Elastoplastomehanika – simulacije velikih deformacij.

1. Computational Methods for Fluid Dynamics, Joel H. Ferziger and Milovan Peric, Springer Verlag, 1999

2. Applied Mechanics of Solids, Allan F. Bower, Taylor and Francis Group, 2010

3. Navodila za uporabo računalniških programov za pripravo CAD slik, za mreženje, za simulacije v mehaniki tekočin in simulacije v mehaniki konstrukcij. Izbrani bodo odprtokodni računalniški programi.

Cilji: Pridobiti praktična znanja, potrebna za uporabo računalniških programov v mehaniki kontinuumov.

Kompetence: Modeliranje in sposobnost reševanja problemov, računalniške spretnosti.

Znanje in razumevanje
Spoznavanje načina dela z računalniškimi programi, spoznavanje osnovnih parcialnih diferencialnih enačb mehanike tekočin in mehanike konstrukcij. Osnove diskretizacije.

Uporaba
Reševanje osnovnih enačb mehanike tekočin in mehanike konstrukcij na diskretnih mrežah z obstoječimi računalniškimi programi.

Refleksija
Ob spoznavanju osnov modeliranja se od študenta pričakuje tudi kritičen pogled na kvaliteto numeričnih rezultatov. Le ta je odvisna od zanesljivosti matematičnih modelov, gostote diskretizacije in natančnosti numerične sheme.

Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Spoznavanje osnovnih ohranitvenih enačb mehanike tekočin in mehanike konstrukcij. Reševanje različnih tipov navadnih in parcialnih diferencialnih enačb z obstoječimi programskimi paketi.

Predstavitev individualnih nalog, reševanje naloge, konzultacije. Delo poteka na računalnikih.

Ocena opravljenih vaj
ocena 5 (negativno), 6-10 (pozitivno) ob upoštevanju Statuta UL in fakultetnih pravil.

TISELJ, I, PETELIN, S. First and second order accurate schemes for two-fluid models. J. fluids eng., 1998, vol. 120 (2), str. 363-368.
TISELJ, I, ČERNE, G. Some comments on the behaviour of the RELAP5 numerical scheme at very small time steps. Nucl. sci. eng., 2000, 134, str. 306.
BERGANT R, TISELJ, I. Near-wall passive scalar transport at high Prandtl numbers. Phys. fluids, 2007, vol. 19, str. 065105-1 - 18.