| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Áramlások numerikus modellezése | |||
|
Computational Fluid Dynamics
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEÁTBG26 | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 0 | 1 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | - | kapcsolt | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Kristóf Gergely János (71957915589) | ||
| beosztása: | egyetemi docens | |||
| elérhetősége: | kristof@ara.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Áramlástan Tanszék | |||
| https://www.ara.bme.hu/ | ||||
| Tantárgy weblapja | http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/BMEGEATBG26/ | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar, angol | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelező | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | BMEGEÁTBG11 | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | nincs | |||
Célkitűzés
A tantárgy oktatásának célja, hogy megismertesse a különböző áramlási kategóriákban alkalmazható közelítési rendszereket, a turbulencia modellezés elméleti alapjait, a numerikus megoldási módszereket és a numerikus modellezés hibáit. Összességében fejleszti a műszaki gondolkodást és szemléletmódot. Az oktatás célja továbbá, hogy a tanult ismeretek alapján a hallgató legyen képes a tananyaghoz kapcsolódó gépészeti problémák felismerésére, helyes megítélésére.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Ismeri a végesdifferencia módszert, és használatának módját peremérték feladatokra. Ismeri az explicit és implicit kezdeti érték megoldó technikákat, azok stabilitási tulajdonságait. Ismeri az általános konvektív-diffúzív egyenlet megoldási módszereit, annak stabilitási tulajdonságait. Tájékozott a kompresszibilis és inkompresszibilis áramlások általános numerikus megoldási módszereivel kapcsolatban. Tájékozott a véges térfogatok módszerének elméleti alapjaival és a CFD elemzés folyamatával kapcsolatban. Tájékozott a peremfeltételek matematikai hátterét és fizikai értelmezését, továbbá az áramlástechnikai gépek modellezésének lehetséges módszereit illetően. Felidézi a forrástagok és szakadási feltételek szerepét az áramlástani modellezésben. Felidézi a turbulencia modellezés elméleti alapjait és az egyes modellek főbb sajátosságait. Rendszerezi a numerikus háló sűrítésével és minőségével kapcsolatos szempontokat, a határrétegek hálózását és egyéb hálógenerálási módszereket. Tudomása van a termikus folyamatok modellezéséről, a hőátadás számításáről. Tisztában van a CFD elemzésre jellemző hibák és bizonytalanságok lehetséges forrásait, a konvergencia teszteket és a hibabecslési módszereket illetően.
Képesség
Képes egy numerikus módszer pontosságának rendjét meghatározni. Képes egy általános kezdeti és peremérték feladat diszkretizálására és numerikus megoldására. Képes megoldani az általános konvektív-diffúzív egyenletet. Elemzi a műszaki problémákban a szimulációs elemzés alkalmazhatóságát. Kiválasztja a megfelelő modellezési megközelítést. Értékeli a műszaki problémákban a szimulációs elemzés alkalmazhatóságát. Kiválasztja a műszaki problémákban a szimulációs elemzésre megfelelő modellezési megközelítést. Elkészíti a két és háromdimenziós áramlástani modelleket. Alkalmazza a két és háromdimenziós áramlástani modelleket. Elkészíti a termikus folyamatok modellezését, a hőátadás számítását. Elkészíti a CFD elemzésre vonatkozó konvergencia teszteket.
Attitűd
Kezdeményez együttműködést az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgató társaival. Folyamatos ismeretszerzéssel, széleslátókörű hozzáállásával bővíti tudását. Nyitott a korszerű információtechnológiai eszközök elmélyült használatára. Törekszik az áramlástani problémamegoldáshoz szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára. Törekszik az önálló, pontos, hibamentes és felelősségteljes feladatmegoldásra. Törekszik a megbízható üzemvitel, termelékenység, költség- és időhatékonyság, energiahatékonyság, környezettudatosság elvének áramlástechnikai feladatok megoldásában való érvényesítésére. Fejleszti képességét, hogy a piaci versennyel összhangba hozza az etikus mérnöki attitűd és a hosszú távú win-win szempontok érvényesülését.
Önállóság és felelősség
Önállóan végzi a tantárgyban meghatározott feladatok és problémák végiggondolását és adott források alapján történő megoldását. Elfogadja a megalapozott kritikai észrevételeket, bírálatokat. Egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában. Támogatja gondolkozásában a rendszerelvű megközelítést és komplex gondolkodást. Kritikával illeti a nem megfelelő minőségben elkészített mérnöki vállalásokat.
Oktatási módszertan
Előadások, számítási gyakorlatok, kommunikáció írásban és szóban, IT eszközök és technikák használata, opcionális önállóan és csoportmunkában készített feladatok, munkaszervezési technikák. Előadások, számítási gyakorlatok, kommunikáció írásban és szóban, IT eszközök és technikák használata, opcionális önállóan és csoportmunkában készített feladatok, munkaszervezési technikák Előadások, számítási gyakorlatok, kommunikáció írásban és szóban, IT eszközök és technikák használata, opcionális önállóan és csoportmunkában készített feladatok, munkaszervezési technikák.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Lajos Tamás: Az áramlástan alapjai. 2015, ISBN 978 963 12 2885 4.
J. H. Ferziger, M. Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics. 2002, ISBN 3-540-42074-6
Jegyzet
Dr. Gergely Kristóf: Numerical modelling of fluid flows, lecture handouts, 2018
Dr. Kristóf Gergely: Áramlások numerikus modellezése, elektronikus tankönyv, ISBN 978-963-08-1212-2, terjesztő: CFD.HU Kft., 2014,
Online elérhető tanulástámogató anyag
http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/BMEGEATBG26
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2020. február 1. |
| Hatályosság vége: | 2024. december 31. |
Általános szabályok
A 2.2. pontban megfogalmazott tanulási eredmények értékelése egy évközi írásbeli teljesítménymérés (egy összegző tanulmányi teljesítményértékelés), három részteljesítmény értékelés (házi feladatok) és a gyakorlatokon való részvétel alapján történik. A tantárgy félévközi jeggyel zárul. A 2.2. pontban megfogalmazott tanulási eredmények értékelése egy évközi írásbeli teljesítménymérés (egy összegző tanulmányi teljesítményértékelés), három részteljesítmény értékelés (házi feladatok) és a gyakorlatokon való részvétel alapján történik. A tantárgy félévközi jeggyel zárul.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 3 | |
| Célja, leírása: | A tárgy két azonos kiméretű félév felét átfogó tárgyrészből áll, egyiket (I.) az Áramlástan Tanszék tartja, másikat (II.) a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék. A számonkérés két (I.+II.) tárgyrészből külön írt elméleti zárthelyiből, továbbá az Áramlástan Tanszék által oktatott CFD laborkurzus anyagából írt egy gyakorlati zárthelyiből áll. A félévközi jegy megszerzésének feltétele legalább 40%-os eredmény mindkét elméleti zárthelyiből, továbbá a gyakorlati feladat legalább 40%-os teljesítése. | |
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 | 100 % |
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 85 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 85 % |
| jó (4) | Good [C] | 70 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 55 % - 70 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 40 % - 55 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 40 % 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.
A laboratóriumi gyakorlatok legalább 85 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
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 teljesítményértékelésenként egyenként lehetséges | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| több eredmény közül a hallgató számára kedvezőbbet kell figyelembe venni | ||
| El nem végzett laboratóriumi gyakorlatok teljesítése: | ||
| az el nem végzett laborgyakorlatok a szorgalmi időszakban kijelölt pótlási alkalommal kötelezően elvégzendők | ||
| Hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laboratóriumi gyakorlatok ismétlése: | ||
| a hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laborgyakorlat a hibás rész kijavított formában történő benyújtásával teljesíthető | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 42 |
| felkészülés a laboratóriumi gyakorlati foglalkozásokra | 14 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 48 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 16 |
| összesen | 120 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2020. február 1. |
| 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
- Ismeri a műszaki szakterület műveléséhez szükséges általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
- Átfogó ismeretekkel rendelkezik a globális társadalmi és gazdasági folyamatokról.
- Ismeri a műszaki szakterület alapvető jelentőségű elméleteit, összefüggéseit és az ezeket felépítő terminológiát.
Képesség
- Műszaki szakterületen felmerülő problémák megoldásában képes alkalmazni a megszerzett általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
- Képes az adott műszaki szakterület elméleteit és az azokkal összefüggő terminológiát a problémák megoldásakor innovatív módon alkalmazni.
- Képes a szakterületén belül felmerülő speciális problémák sokoldalú interdiszciplináris megközelítésére és megoldására.
Attitűd
- Nyitott és fogékony a műszaki szakterületen zajló szakmai, technológiai fejlesztés és innováció megismerésére és elfogadására, hiteles közvetítésére.
- Felvállalja a műszaki szakterülethez kapcsolódó szakmai és etikai értékrendet.
- Törekszik arra, hogy mind saját, mind munkatársai tudását folyamatos ön- és továbbképzéssel fejlessze.
Önállóság és felelősség
- Megszerzett tudását és tapasztalatait formális, nem formális és informális információátadási formákban megosztja szakterülete művelőivel.
- Működési területén önállóan hoz szakmai döntéseket.
- Önállóan képes mérnöki feladatok megoldására.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |