Modelowanie procesów cieplnych
Kierunek:
Mechatronika
Specjalność:
Modelowanie i symulacja procesów mechatronicznych (ME3)
Rodzaj studiów i semestr: stacjonarne II st., sem. II
Punkty ECTS: 2
Prowadzący:
prof. dr hab. inż.
Ewa Majchrzak
Opis przedmiotu
 W
ramach przedmiotu omawiane są wybrane metody numeryczne rozwiązywania
równań opisujących przepływ ciepła w skali makro. Ze względu na
postępującą miniaturyzację i pojawiające się nowe problemy związane z
koniecznością odprowadzania ciepła wydzielającego się m.in. w systemach
mikroelektromechanicznych, rozważa się również równania opisujące
przepływ ciepła w skali mikro oraz metody komputerowe ich rozwiązywania.
Prezentowane są przykłady modelowania zjawisk cieplnych występujących
np. w cienkich warstwach metalowych poddanych działaniu lasera o
ultrakrótkim impulsie, w tranzystorach i aktuatorach.
Program przedmiotu
- Zaliczenie laboratorium (warunki
podaje prowadzący na zajęciach).
- Zaliczenie sprawdzianu z wykładów
Warunki zaliczenia
- Zaliczenie
wykładu
- Egzamin z
wykładów.
OCENA KOŃCOWA: O=0.5E+0.5L
E - ocena z egzaminu (musi być pozytywna)
L - ocena z laboratorium (musi być pozytywna)
Tematyka wykładów
-
Opis
makroskopowy przewodzenia ciepła. Opis
przepływu ciepła w skali mikro.
-
Metoda
różnic skończonych (stan ustalony).
-
Metoda
różnic skończonych (stan nieustalony).
-
Model
z dwoma czasami opóźnień- rozwiązanie za
pomocą jawnego schematu MRS.
-
Metoda
elementów skończonych – rozwiązania dla
ustalonego i nieustalonego przepływu
ciepła.
-
Metoda
elementów brzegowych.
-
Przykłady rozwiązań.
Tematyka laboratoriów
-
Ustalony przepływ ciepła – zadania 1D.
Rozwiązania za pomocą MRS.
-
Nieustalony przepływ ciepła – zadania
1D. Rozwiązania za pomocą MRS.
-
Ustalony i nieustalony przepływ ciepła –
zadania 2D. Rozwiązania za pomocą MRS.
-
Model
z dwoma czasami opóźnień – rozwiązanie
za pomocą MRS.
-
Metoda
elementów skończonych – stan ustalony,
zadanie 1D.
-
Metoda
elementów skończonych – stan ustalony,
zadanie 2D.
-
Metoda
elementów brzegowych – stan ustalony,
zadanie 1D.
Literatura
- E.Majchrzak,
B.Mochnacki, Metody numeryczne. Podstawy teoretyczne,
aspekty praktyczne i algorytmy, Wydawnictwo Politechniki
Śląskiej, wyd. IV, Gliwice, 2004
- E.Majchrzak, Metoda
elementów brzegowych w przepływie ciepła, Wydawnictwo
Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, 2001
- O.C.Zienkiewicz,
R.R.Taylor, J.Z.ZHU The Finite element method: its basis
and fundamentals, Elsevier, 2005.
|