| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Áramlások numerikus modellezése | |||
|
Computational Fluid Dynamics
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEÁTNW02 | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 2 | 0 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | kapcsolt | - | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Kristóf Gergely János | ||
| beosztása: | egyetemi tanár | |||
| elérhetősége: | kristof@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/BMEGEATNW02 | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | angol | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelező | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | nincs | |||
Célkitűzés
A véges térfogatok módszer, turbulencia modellezés elméleti alapjainak elsajátítása, bevezetés a többfázisú áramlások modellezésébe. Hálógenerálás, modell validálás, hidraulikai modellre épülő összetettebb fizikai modellek alkalmazásának gyakorlati elsajátítása. A numerikus áramlástani modellek hatékonysága szempontjából sarkalatos kérdések - így a numerikus differenciálási és integrálási technikák, a nyomás-sebesség kapcsolat szétválasztására alkalmas módszerek, a szélfelőli súlyozás és a Poisson egyenlet megoldási módszerei - elméleti alapjainak megismerése.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Átfogó ismeretekkel rendelkezik a numerikus integrálási és differenciálási módszerekkel kapcsolatban. Ismeri a numeirkus fluxus számítás alavető problémáit és megoldási módszereit. Tisztában van az numerikus áramlástanban használt általános fogalmakkal. Átfogó ismeretekkel rendelkezik a véges térfogatok módszerének elmeivel kapcsolatban. Tisztában van a turbulencia kialakulását és terjedését befolyásoló tényezőkkel. Tisztában van a tubulencia áramlásra gyakorolt hatásaival és a turbulencia leírására alkalmas fizikai jellemzőkkel. Rendszerezi a turbulencia modellezési módszereket. Ismeri a többfázisú áramlások megjelenési formáis. Rendszerezi a többfázisú áramlások leírására alkalmas modelleket. Ismeri a többfázisú áramlások leírására alkalmazott modellek működési elvét és a modellek alkalmazási körét.
Képesség
Önállóan képes a gépészeti gyakorlatban jellemző külső és belső áramlások modellezésére. Képes a numerikus háló minőségénak értékelésére és jó minőségű numerikus háló megalkotására. Felismeri a numerikus megoldásban jelentkező problémákat és képes azokat a megfelelő módszer kiválasztásával orvosolni. Megtervezi termikusan csatolt áramlások (például természetes áramlások) numerikus modellezését. Kiválasztja a gyakorlati feladathoz megfelelő turbulencia modellt. Meghatározza a térben és időben változó peremfeltételeket. Értékeli a numerikus modell és a mérési adatok egyezésének minőségét. Elkészíti a numerikus megoldó programozását az elemzés hatékonyságának növelésére. Önállóan kiválasztja az adott többfázisú áramlási feladat megoldására alkalmas modellt. Feltárja a modellezési feladat megoldásához a felhasználói függvények szükségességét.
Attitűd
Munkáját, eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti a numerikus áramlástani tudását. Nyitott az információtechnológiai eszközök használatára. Törekszik numerikus áramlástani módszerek rutinszerű használatára. Fejleszti a pontos és hibamentes feladatmegoldást, a mérnöki precizitást és szabatosságot szolgáló képességeit. Eredményeit a szakmai szabályainak megfelelően publikálja. Véleményét és nézeteit másokat nem sértve közzéteszi.
Önállóság és felelősség
Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgatótársaival. Elfogadja a megalapozott szakmai és egyéb kritikai észrevételeket. Egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában. Ismeretei birtokában, elemzései alapján felelős, megalapozott döntést hoz. Elkötelezett a csoport érdekeivel akár vezetői, akár végrehajtói feladatkörben.
Oktatási módszertan
A tantárgy oktatása előadás és laboratóriumi gyakorlat keretében zajlik. Az előadások alapvetően a frontális oktatás technikáját alkalmazva ismertetik meg a hallgatókkal a tudás kompetenciaelemek által meghatározott információkat. Az ismeretek alkalmazására és készségszintű elsajátítására a laboratóriumi gyakorlatokon kerül sor, ahol vezetett gyakorlatokat és egyéni- és csoportos projektmunkát kell megoldani, mely az önállóságot és a csoportmunka-készségeket is fejleszti egyúttal. A projektmunkákat a félév végén prezentáció keretében kell bemutatni.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
J.H.Ferziger and M.Peric, 2002: Computational Methods for Fluid Dynamics, ISBN 3-540-42074-6, Springer-Verlag, Heidelberg
COST 732, 2012: Model Evaluation Guidance and Protocol Document, COST Action 732: Quality Assurance and Improvement of Microscale Meteorological Models, edited by Rex Britter and Michael Schatzmann, 2007 Május 1, ISBN 3-00-018312-4
Jegyzet
Dr. Kristóf Gergely: Áramlások numerikus modellezése, elektronikus tankönyv, ISBN 978-963-08-1212-2 , 2014
Online elérhető tanulástámogató anyag
http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/BMEGEATNW02
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2020. március 3. |
| Hatályosság vége: | 2026. július 15. |
Általános szabályok
A tanulási eredmények értékelése két évközi írásbeli összegző teljesítménymérés valamint két részteljesítmény mérés alapján történik. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés a tantárgy tudás és képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában, amely a szükséges lexikális ismereteket kéri számon a teljesítményértékelés során, a rendelkezésre álló munkaidő 60 perc. A részteljesítmény értékelés (házi feladat): a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája az egyénileg és csoportosan készített házi feladatok.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. 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. Ennek megfelelően az egyes összegző értékelések a kijelölt elméleti ismeretanyag elsajítítottságát, valamint a gyakorlaton szerzett ismeretek meglétét és képességek alkalmazását mérik fel. Egy-egy összegző értékelés 65%-ban az elméleti ismeretekre, 35%-ban az alkalmazói készségekre fókuszál. Teljesítésükre a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 7. és 14. oktatási héten kerül sor. Az összegző teljesítményértékeléseken összesen 50 pont szerezhető. Minimum 40% elérendő. | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, egyszerű | |
| Darabszáma: | 2 | |
| Célja, leírása: | A részteljesítmény értékelés alapvető célja az attitűd, valamint az autónómia és felelősség kompetenciacsoportba tartozó tanulási eredmények meglétének vizsgálata. Ennek módja egy egyéni és egy csoportos csoportosan készíthető projekt feladat elkészítése, majd a gyakorlati csoport előtti prezentációja. A csoportos feladatokat és a legfeljebb 4 fős csoportok beosztását a második oktatási hétig kell véglegesíteni. Az elkészített projekt dolgozat tartalmi és formai követelményeit, értékelési elveit a feladatkiírás tartalmazza. Teljesítésére a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 14. oktatási héten kerül sor. A feladattal legfeljebb 50 pont szerezhető. | |
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 | 50 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 50 % |
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 90 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 90 % |
| 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 gyakorlatok legalább 70 %-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 | ||
| Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés a jobb eredmény elérése érdekében a pótlási időszak végéig ismételten benyújtható-e? | ||
| NEM | ||
| 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: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés(ek) ezen csoportjába tartozó teljesítményértékelés nem javítható, illetve nem ismételhető, az eredmény megállapítás a TVSZ 122. § (6) bekezdésben foglaltak szerint | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 56 |
| félévközi készülés a gyakorlatokra | 14 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 32 |
| részteljesítmény értékelés feladatának kidolgozása | 8 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 10 |
| összesen | 120 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2020. március 3. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2026. július 15. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Gépészeti modellezés
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Ismeri a korszerű kísérleti és a numerikus módszerekre támaszkodó modellezési technikákat.
Képesség
- Képes a megszerzett tudás alkalmazására és gyakorlati hasznosítására, a problémamegoldó technikák felhasználására.
Attitűd
- Törekszik szakmailag magas szinten önállóan vagy munkacsoportban megtervezni és végrehajtani a feladatait.
Önállóság és felelősség
- Képes felelősséget vállalni kisebb vagy nagyobb csoport szakmai munkájának irányításáért.
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 |