Rok akademicki: 2013/2014 Kod: SEN EW-s Punkty ECTS: 5. Kierunek: Energetyka Specjalność: Energetyka wodorowa

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Modelowanie procesów cieplnych Rok akademicki: 2013/2014 Kod: SEN EW-s Punkty ECTS: 5 Wydział: Energetyki i Paliw Kierunek: Energetyka Specjalność: Energetyka wodorowa Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 3 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Jaszczur Marek (jaszczur@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr hab. inż. Jaszczur Marek (jaszczur@agh.edu.pl) Krótka charakterystyka modułu Modelowanie procesów cieplnych 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 zna podstawy komputerowego modelowania procesów cieplnych. Zna najważniejsze techniki i metody modelowania oraz potrafi dobrać odpowiedni schemat dla rozwiązania rzeczywistych zagadnień. Potrafi pracować z programami komercyjnymi i jest zaznajomiony z szeroką gamą możliwości komercyjnego oprogramowania EN2A_W01, EN2A_W07, EN2A_W08, EN2A_W06 Odpowiedź ustna Umiejętności M_U001 Potrafi wykorzystując profesjonalne programy komputerowe rozwiązać numerycznie równanie transportu ciepła dla złożonych geometrycznie przypadków EN2A_U03, EN2A_U01, EN2A_U04 1 / 6

2 M_U002 Umie opracować model matematyczny zjawiska i potrafi zastosować metodę różnic skończonych oraz metodę objętości skończonych do rozwiązania zagadnień cieplno przepływowych. Potrafi dokonać weryfikacja dokładności i wiarygodności rozwiązania. Zna podstawowe schematy jawne i niejawne, metody rozwiązywania układów równań EN2A_U03, EN2A_U01, EN2A_U04 M_U003 Potrafi samodzielnie wykorzystując zdobytą wiedzę rozwiązać wielowymiarowe stacjonarne i niestacjonarne równanie przewodzenia ciepła dla prostej geometrii i dowolnych warunków brzegowych Umie rozwiązać równanie konwekcyjnodyfuzyjne transportu ciepła. EN2A_U03, EN2A_U01, EN2A_U04 Kompetencje społeczne M_K001 Rozumie rolę, znaczenie modelowania komputerowego i konieczność pracy zespołowej przy rozwiązywaniu złożonych lub interdyscyplinarnych zagadnień, potrafi myśleć w sposób twórczy i kreatywny EN2A_K04, EN2A_K01 Aktywność na zajęciach Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 Umiejętności M_U001 Student zna podstawy komputerowego modelowania procesów cieplnych. Zna najważniejsze techniki i metody modelowania oraz potrafi dobrać odpowiedni schemat dla rozwiązania rzeczywistych zagadnień. Potrafi pracować z programami komercyjnymi i jest zaznajomiony z szeroką gamą możliwości komercyjnego oprogramowania Potrafi wykorzystując profesjonalne programy komputerowe rozwiązać numerycznie równanie transportu ciepła dla złożonych geometrycznie przypadków / 6

3 M_U002 M_U003 Umie opracować model matematyczny zjawiska i potrafi zastosować metodę różnic skończonych oraz metodę objętości skończonych do rozwiązania zagadnień cieplno przepływowych. Potrafi dokonać weryfikacja dokładności i wiarygodności rozwiązania. Zna podstawowe schematy jawne i niejawne, metody rozwiązywania układów równań Potrafi samodzielnie wykorzystując zdobytą wiedzę rozwiązać wielowymiarowe stacjonarne i niestacjonarne równanie przewodzenia ciepła dla prostej geometrii i dowolnych warunków brzegowych Umie rozwiązać równanie konwekcyjno-dyfuzyjne transportu ciepła Kompetencje społeczne M_K001 Rozumie rolę, znaczenie modelowania komputerowego i konieczność pracy zespołowej przy rozwiązywaniu złożonych lub interdyscyplinarnych zagadnień, potrafi myśleć w sposób twórczy i kreatywny Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Modelowanie 1.Konstruowanie modeli matematyczny, opis zjawisk termicznych, równania modelowe 2.Wstęp do rozwiązywania zagadnień cieplno przepływowych, weryfikacja dokładności i wiarygodności. 3.Metody modelowania metoda różnic skończonych 4.Metody modelowania metoda objętości kontrolnych 5.Jednowymiarowe stacjonarne równanie przewodzenia ciepła 6.Wielowymiarowe stacjonarne równanie przewodzenia ciepła 7.Metody rozwiązywania układów równań, 8.Rozwiązanie niestacjonarnego równania przewodzenia ciepła: war. początkowe, metody jawne i niejawne 9.Rozwiązywanie równania transportu ciepła: konwekcja, dyfuzja, metody numeryczne dla konwekcji 10.Implementacja warunków brzegowych 11.Zastosowanie poznanych schematów 12.Modelowanie przepływu laminarnego i turbulentnego 13.Generowanie siatek obliczeniowych, Praca w programach do modelowania 3 / 6

4 zagadnień cieplno przepływowych 14. Wykorzystanie poznanej wiedzy dla Rozwiązania konkretnych zagadnień cieplnych. Zaliczenie zajęć. Ćwiczenia laboratoryjne Modelowanie 1.Konstruowanie modeli matematyczny, opis zjawisk termicznych, równania modelowe 2.Wstęp do rozwiązywania zagadnień cieplno przepływowych, weryfikacja dokładności i wiarygodności. 3.Metody modelowania metoda różnic skończonych 4.Metody modelowania metoda objętości kontrolnych 5.Jednowymiarowe stacjonarne równanie przewodzenia ciepła 6.Wielowymiarowe stacjonarne równanie przewodzenia ciepła 7.Metody rozwiązywania układów równań, 8.Rozwiązanie niestacjonarnego równania przewodzenia ciepła: war. początkowe, metody jawne i niejawne 9.Rozwiązywanie równania transportu ciepła: konwekcja, dyfuzja, metody numeryczne dla konwekcji 10.Implementacja warunków brzegowych 11.Zastosowanie poznanych schematów 12.Modelowanie przepływu laminarnego i turbulentnego 13.Generowanie siatek obliczeniowych, Praca w programach do modelowania zagadnień cieplno przepływowych 14.Wykorzystanie poznanej wiedzy dla rozwiązania konkretnych zagadnień cieplnych. Zaliczenie zajęć. Ćwiczenia projektowe Modelowanie 1.Konstruowanie modeli matematyczny, opis zjawisk termicznych, równania modelowe 2.Wstęp do rozwiązywania zagadnień cieplno przepływowych, weryfikacja dokładności i wiarygodności. 3.Metody modelowania metoda różnic skończonych 4.Metody modelowania metoda objętości kontrolnych 5.Jednowymiarowe stacjonarne równanie przewodzenia ciepła 6.Wielowymiarowe stacjonarne równanie przewodzenia ciepła 7.Metody rozwiązywania układów równań, 8.Rozwiązanie niestacjonarnego równania przewodzenia ciepła: war. początkowe, metody jawne i niejawne 9.Rozwiązywanie równania transportu ciepła: konwekcja, dyfuzja, metody numeryczne dla konwekcji 10.Implementacja warunków brzegowych 11.Zastosowanie poznanych schematów 12.Modelowanie przepływu laminarnego i turbulentnego 13.Generowanie siatek obliczeniowych, Praca w programach do modelowania zagadnień cieplno przepływowych 14.Wykorzystanie poznanej wiedzy dla rozwiązania konkretnych zagadnień cieplnych. Zaliczenie zajęć. Sposób obliczania oceny końcowej 4 / 6

5 Ocena z egzaminu (waga 0.25), zaliczenia ćwiczeń (waga 0,50), zaliczenia projektu(0,25) Wymagania wstępne i dodatkowe zaliczone podstawy informatyki Zalecana literatura i pomoce naukowe 1.Versteeg H. K., Malalasekera W, An introduction to computational fluid dynamics, S. Patankar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw-Hill, Z. Fortuna, Metody numeryczne 4.J. Szargut, Numeryczne modelowanie pól temperatury, WNT, S. Staniszewski, Wymiana ciepła, WNT, 1990 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu 1. Analiza numeryczna wpływu własności górotworu na transport ciepła wokół otworowego wymiennik ciepła Numerical analysis of the rock properties effect on the heat transport around borehole heat exchanger / Tomasz ŚLIWA, Marek JASZCZUR, Andrzej GONET // W: SWCIM 2010 : materiały XIV Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy / 2. Analiza pola temperatury gruntu przy wykorzystaniu różnych modeli pogodowych [An analysis of the ground temperature based on the different weather models] / Inga POLEPSZYC, Michał DUDEK, Marek JASZCZUR // W: Współczesne problemy ochrony środowiska III 3. An analysis of the numerical model influence on the ground temperature profile determination / Marek JASZCZUR, Inga POLEPSZYC, Aneta SAPIŃSKA-ŚLIWA, Andrzej GONET // W: ICCHMT 2016 : IX International Conference on Computational Heat and Mass Transfer : May 2016, Cracow, Poland 4. An numerical analysis of high-temperature helium reactor power plant for co-production of hydrogen and electricity / M. DUDEK, J. Podsadna, M. JASZCZUR // W: EUROTHERM-2016 : 7th European Thermal- Sciences Conference : Krakow, Poland, June A numerical analysis of the fully developed non-isothermal particle laden turbulent channel flow / Marek JASZCZUR // W: KKMP 2010 [Dokument elektroniczny] : XIX Krajowa Konferencja Mechaniki Płynów 6. A numerical simulation of the passive heat transfer in a particle-laden turbulent flow / M. JASZCZUR // W: DLES 8 : ERCOFTAC workshop : Direct and Large-Eddy Simulation 8 : Eindhoven, The Netherlands, July 7 9, DNS benchmark solution of the fully developed turbulent channel flow with heat transfer / M. JASZCZUR // Journal of Physics. Conference Series ; ISSN vol. 530, s Bibliogr. s Experimental and numerical analysis of air flow in a dead-end channel / M. BRANNY, M. JASZCZUR, W. WODZIAK, J. SZMYD // Journal of Physics. Conference Series ; ISSN vol. 745 art. no , s Mathematical model for the power generation from arbitrarily oriented photovoltaic panel / Qusay HASSAN, Marek JASZCZUR, Estera PRZENZAK // W: Energy and fuels 2016 : Kraków, September Numerical analysis of a fully developed non-isothermal particle-laden turbulent channel flow / M. JASZCZUR // Archives of Mechanics ; ISSN vol. 63 iss. 1, s Bibliogr. s Numerical analysis of the boundary conditions model impact on the estimation of heat resources in the ground / Marek JASZCZUR, Inga POLEPSZYC, Aneta SAPIŃSKA-ŚLIWA // Polish Journal of Environmental Studies ; ISSN vol. 24 no. 5A, s Numerical modeling of the fluid-particle interactions in non-isothermal turbulent channel flow with dispersed phase Modelowanie numeryczne oddziaływania płyn-cząstka w turbulentnym nieizotermicznym przepływie z fazą dyspersyjną / Marek JASZCZUR. Kraków : Wydawnictwa AGH, , 1 s.. (Rozprawy Monografie / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie ; ISSN ; 282) 13. Characterization of the wood combustion process based on the TG analysis, numerical modelling and measurements performed on the experimental stand / Mateusz SZUBEL, Mariusz FILIPOWICZ, Wojciech GORYL, Grzegorz BASISTA // E3S Web of Conferences [Dokument elektroniczny]. Czasopismo elektroniczne ; ISSN vol. 10, s Impact of the air nozzles configuration in the biomass boiler on the carbon monoxie emission Wpływ konfiguracji dysz powietrznych kotła na biomasę na emisję tlenku węgla / Mateusz SZUBEL // Czasopismo Techniczne = Technical Transactions / Politechnika Krakowska ; ISSN ; R. 113 z. 6. Budownictwo = Civil Engineering ; ISSN X B, s / 6

6 15. Investigation of the heat transfer in radiators for LED light sources using thermography and numerical modeling / Mateusz SZUBEL, Grzegorz BASISTA, Lech Karkoszka // Measurement, Automation, Monitoring / Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich. Sekcja Metrologii, Polskie Stowarzyszenie Pomiarów Automatyki i Robotyki POLSPAR ; ISSN Tytuł poprz.: Pomiary, Automatyka, Kontrola ; ISSN: vol. 61 no. 06, s The numerical model of the high temperature receiver for concentrated solar radiation / Estera PRZENZAK, Mateusz SZUBEL, Mariusz FILIPOWICZ // Energy Conversion and Management ; ISSN vol. 125, s (tekst: Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Udział w ćwiczeniach projektowych Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 30 godz 30 godz 15 godz 15 godz 20 godz 20 godz 130 godz 5 ECTS 6 / 6