| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Többfázisú és reaktív áramlások modellezése | |||
|
Multiphase and Reactive Flow Modelling
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEÁTNG27 | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 0 | 0 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | - | - | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 3 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Suda Jenő Miklós | ||
| beosztása: | adjunktus | |||
| elérhetősége: | suda@ara.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Áramlástan Tanszék | |||
| http://www.ara.bme.hu/ | ||||
| Tantárgy weblapja | http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/BMEGEATNG27 | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar, angol | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelezően választható | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | nincs | |||
Célkitűzés
A tantárgy keretében a több folyadékfázist, illetve több vegyi öszzetevőt tartalmazó folyadékközegekben lezajló sajátos fizikai jelenségeket és azok műszaki célú modellezését tárgyaljuk. A hallgatók megismerkednek az ilyen rendszerek törvényszerűségeivel, azok fizikai, matmatikai és numerikus modelleinek alapkoncepcióival, valamint néhány sajátos mérési eljárással. Sor kerül egyes műszaki alkalmazások esetében használatos modellek részletes ismertetésére, továbbá a modellek érvényessége és az elérhető számítási erőforrások szabta korlátok magyarázatára is.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Rendszerbe foglalja a műszaki célú modellalkotás különböző szintjeit. Azonosítja a vegyi összetevők transzportjának alapvető mechanizmusait. Átlátja a reakciókinetikai tagok értelmét a többkomponensű közegek transzportegyenleteiben. Megkülönbözteti az egyszerűbb kétfázisú csőáramlások jellegzetes áramlási mintázatait. Tájékozott a többfázisú áramlásokra jellemző mennyiségek jelentésével és mérési módjaival kapcsolatban. Tisztában van a fázishatár-felületek matematikai leírásának alternatív módjaival. Tudomása van a folyadékdinamikai mennyiségek nemfolytonos átmenetével a fázishatár-felületeken. Érti a többfázisú közegek numerikus modelljeinek főbb megközelítési elveit. Ismeri a többfázisú áramlások alapvető numerikus modelljeit. Érti a diszpergált részecskéket tartalmazó folyadékokban lezajló különleges folyamatok fizikai hátterét. Tisztában van a dimenzióelemzés szerepével az összetett rendszerek meghatározó folyamatainak azonosításában.
Képesség
Megtervezi a modellalkotás folyamatát egy adott műszaki problémában. Azonosítja egy összetett rendszer domináns jelenségeit és folyamatait. Meghatározza egy összetett rendszer bemenő és kimenő dimenziótlan paramétereit. Kiválasztja a vegyi összetevők legmegfelelőbb diffúziós modelljét egy adott problémában. Meghatározza egy kémiai rendszer leírásához nélkülözhetetlen reakciókinetikai folyamatokat. Helyesen következtet egy kétfázisú csőáramlás várható mintázatára. Megtervezi egy többfázisú rendszer üzemállapotának meghatározásához szükséges mérendő és mérhető mennyiségeket. Kiválasztja egy adott többfázisú áramlás numerikus elemzésére leginkább alkalmas modellt. Egy numerikus folyadékdinamikai modellben meghatározza a megkívánt forrástagokat és konstitúciós relációkat. Azonosítja egy adott diszpergált részecskéket tartalmazó folyadékokban a modellezendő meghatározó folyamatokat. Kvantitatívan leírja a fázishatár-felületeken lezajló transzportjelenségeket.
Attitűd
Munkáját, eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti szakmai tudását. Nyitott az új numerikus módszerek kritikus elemzésére és elsajátítására. Törekszik numerikus modelljei validálására kísérleti és üzemi körülmények között egyaránt. Fejleszti a pontos és hibamentes feladatmegoldást, a mérnöki precizitást és szabatosságot szolgáló képességeit.
Önállóság és felelősség
Együttműködik az előadások során az oktatóval és hallgatótársaival. Elfogadja a megalapozott szakmai és egyéb kritikai észrevételeket. Elkötelezett a rendszerelvű gondolkodás és problémamegoldás elvei és módszerei iránt. Ismeretei birtokában, elemzései alapján felelős, megalapozott javaslatot tesz. Kritikusan értékeli az előtte álló döntési alternatívákat.
Oktatási módszertan
A tantárgy oktatása előadás keretében zajlik. Az órák során a tárgyelőadó a tárgy ismeretanyagának túlnyomó részét lefedő diasort értelmezi, illetve szóbeli és a táblán illusztrált magyarázatokkal egészíti ki. Az előadásokon sor kerül a kapcsolódó háttér- és előismeretek felfrissítésére, azok fogalomrendszerének tisztázására, továbbá a terület sajátos terminológiájának bevezetésére is. Hangsúlyt fektetünk a tananyagban való elmélyülés elősegítésére, ennek érdekében az előadó megpróbálja kérdésekkel aktivizálni, illetve a számonkérés egyedi eszközeivel ismeretháló kialakítására ösztönözni a hallgatóságot.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
S. Osher, R. Fedkiw: Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces, Springer, 2003, ISBN 978-0-387-95482-0.
G. Tryggvason, R. Scardovelli, S. Zaleski: Direct Numerical Simulations of Gas–Liquid Multiphase Flows, Cambridge, 2011, ISBN 9780521782401.
Damien Violeau: Fluid Mechanics and the SPH Method: Theory and Applications, OUP, Oxford, 2012, ISBN 0199655529, ISBN 9780199655526.
Jegyzet
K. G. Szabó: Multiphase and Reactive Flow Modelling, 2018.
Online elérhető tanulástámogató anyag
http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/BMEGEATNW27
http://www.thermopedia.com/videos/
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2020. február 14. |
| Hatályosság vége: | 2024. december 31. |
Általános szabályok
A tanulási eredmények értékelése két (negyedévente egy-egy) évközi írásbeli összegző teljesítménymérés alapján történik. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés a tantárgy tudás és képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja, egy zömmel feleletválasztós tesztfeladatokból álló zárthelyi dolgozat formájában, amely az adott negyedév ismereteit kéri számon. A rendelkezésre álló munkaidő 60 perc.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, időponthoz kötött személyes cselekmény | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | A részteljesítmény értékelés a hallgatók tudás és képesség, attitűd típusú kompetenciákkal meghatározott tanulási eredményeit méri fel. Ezt az órákon kijelölt elméleti ismeretanyagra vonaktozó kérdések, órai aktivitás, interaktív kérdés/felelet tevékenységek alapján szerezhető meg. A félév során a két összegző teljestmélnyértékelés mellett erre a részteljesítmény értékelésre max.15% szerzehető, amely a félévközi jegyben 15%-ban jelenik meg. | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 2 | |
| Célja, leírása: | Az összegző értékelések együttesen vizsgálják és mérik fel a hallgatók tudás és képesség típusú kompetenciákkal meghatározott tanulási eredményeit. Mindkét összegző értékelés a kijelölt elméleti ismeretanyag mellett annak egy-egy műszaki problémára való alkalmazásának képességek mérik fel. Teljesítésükre a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 6-9. és a 14. oktatási héten kerül sor. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 15 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 85 % |
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 93 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 80 % - 93 % |
| jó (4) | Good [C] | 70 % - 80 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 55 % - 70 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 43 % - 55 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 43 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az előadások legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) jelen kell lenni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| igen | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések egyenként javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás lehetősége kizárt | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| több eredmény közül a hallgató számára kedvezőbbet kell figyelembe venni | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés egy alkalommal javítható, illetve ismételhető (ide értve a késedelmes benyújtást is) a pótlási időszak végéig | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 28 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 32 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 30 |
| összesen | 90 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2020. február 14. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2024. december 31. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Gépészmérnöki
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Rendelkezik a gépészeti területhez kapcsolódó méréstechnikai és méréselméleti ismeretekkel.
- Széles körű elméleti és gyakorlati felkészültséggel, módszertani és gyakorlati ismeretekkel rendelkezik az összetett gépészeti rendszerek és folyamatok tervezéséhez, gyártásához, modellezéséhez, üzemeltetéséhez és irányításához.
- Ismeri és érti a számítógépes modellezés és szimuláció gépészeti szakterülethez kapcsolódó eszközeit és módszereit.
Képesség
- Képes az adott műszaki szakterület elméleteit és az azokkal összefüggő terminológiát a problémák megoldásakor innovatív módon alkalmazni.
- Képes a gépészeti rendszerek és folyamatok tervezésében, szervezésében és működtetésében használatos eljárások, modellek, információs technológiák alkalmazására és azok továbbfejlesztésére.
- Képes információs és kommunikációs technológiákat és módszereket alkalmazni műszaki problémák megoldására.
Attitűd
- Megszerzett műszaki ismeretei alkalmazásával törekszik a megfigyelhető jelenségek minél alaposabb megismerésére, törvényszerűségeinek leírására, megmagyarázására.
- Törekszik arra, hogy a munkáját rendszerszemléletű és folyamatorientált gondolkodásmód alapján komplex megközelítésben végezze.
- Munkája során vizsgálja a kutatási, fejlesztési és innovációs célok kitűzésének lehetőségét és törekszik azok megvalósítására.
Önállóság és felelősség
- Szakmai problémák megoldása során önállóan és kezdeményezően lép fel.
- Vállalja a felelősséget az irányítása alatt zajló részfolyamatokért.
- Működési területén önállóan hoz szakmai döntéseket.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
Ismeri a vektor- és tenzoralgebra alapvető fogalmait és jelöléseit, járatos a parciális differenciálegyenletek felírásában. A mechanika és a termodinamika elveinek biztos ismerete. Folyadékdinamika területén az egyszerű folyadékok áramlástanának, a turbulencia jelenségének, az alpvető áramlásmérési technikáknak és a numerikus folyadékdinamikai (CFD) modellezés alapjainak ismerete. |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |