”Свако ко престане да учи је стар, било да има двадесет или осамдесет година. Ко настави да учи, остаје млад.”
Хенри Форд

Нумеричка механика флуида

Предавања и вежбе: Проф. Золтан Хорват

Студијски програм: Грађевинарство
Врста и ниво студија: Докторске академске студије
Статус предмета: Студијски истраживачки рад
Број ЕСПБ: 8
Услов: Нема

Циљ предмета

Стицање сазнања о нумеричком решавању једначина Механике флуида. Стицање практичног искуства у нумеричком решавању раванских и просторних једначина струјања и транспорта.

Исход предмета

Оспособљавање студената за решавање једначина Механике флуида применом нумеричких поступака, и стицање практичног искуства у нумеричком решавању раванских и просторних једначина струјања и транспорта.

Садржај предмета

Теоријска настава

Увод
- Кратак резиме основних једначина Механике флуида
- Предности нумеричке механике флуида у поређењу са осталим техникама
Класификација парцијалних диференцијалних једначина – различити приступи
- Тип једначиме, почетни и гранични услови
Основе дискретизационих поступака
- Консистенција, стабилност, конвергенција
- Von Neumann-ова анализа стабилности
Нумерички поступци за решавање хиперболичких једначина – адвекција
- Пример: Burger-ова једначина за невискозни флуид
- Поређења класичне шема, вештачка дисипација
Нумерички поступци за решавање параболичних и елиптичних једначина – дифузија
Итеративне методе решавања система алгебарских једначина
Примери решавања поједностављених једначина (Burger-ова једначина за вискозни флуид)
Решавање комплетних једначина струјања нестишљивог флуида
- Ранији приступи – увођење нових зависних величина
- Методе са основним („примитивним“) зависним величинама
  - Методе засноване на једначини за притисак Poisson-овог типа
  - тј. методе PPE (Pressure-Poisson Equation) типа
    - MAC (Marker and Cell) методе
    - Смакнута рачунска мрежа или не?
    - Методе етапног решавања једначина
    - SIMPLE методе
    - PISO методе
- Методе АC (Artificial Compressibility) типа
Кратак осврт на решавање једначина стишљивог флуида

Практична настава

Током семестра ће се задавати краћи задаци са роком израде од једне до две недеље односно дужи задаци – семестрални пројекти

Литература

J. H. Ferziger and M. Perić: Computational Methods for Fluid Dynamics, 3rd Edition, Springer, New York, 2002.
C. A. J. Fletcher: Computational Techniques for Fluid Dynamics, Vol. I & II, 2nd Edition, Springer, Berlin, 1991.
C. Hirsch: Numerical Computation of Internal and External Flows, Vol. I & II, Wiley, New York, 1991.
S. V. Patankar: Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw-Hill New York, 1980.
R. D. Richtmyer and K. W. Morton: Difference Methods for Initial-Value Problems, John Wiley & Sons, 2nd, 1967.
F. Sotiropulos, Computational Fluid Dznamics and Heat Transfer, Class Notes, IIHR, 1993.

Методе извођења наставе

Менторски рад, задаци, семестрални пројекти, консултације.
Током семестра ће се задавати краћи задаци са роком израде од једне до две недеље односно дужи задаци – семестрални пројекти. Захтеваће се да се сваки задатак заврши у задатом року. Сваки задатак ће бити прегледан, оцењен и, по потреби, пропраћен коментарима и препорукама наставника. У случају семестралних пројеката предвиђена је јавна презентација која ће се такође оцењивати.

Број часова активне наставе

Број часова активне наставе: 5
Предавања: 2
Студијски истраживачки рад : 3