English

Katalog předmětů

Identifikace

KódCR051
NázevModelování ve vodním hospodářství
Course nameModeling in Water Management

Zařazení

Zařazení ve studijních programech

Rozsah výuky

Přednášky2 [hodiny/týden], nepovinná
Cvičení2 [hodiny/týden], povinná

Zabezpečení výuky

ÚstavÚstav vodních staveb
GarantJaromír Říha

Obsahové informace

Výsledkem je znalost posluchače v oblasti modelování vybraných jevů ve vodním hospodářství. Jde o schopnost klasifikovat vodohospodářské úlohy, demonstrovat přístupy při sestavení základních rovnic mechaniky kontinua (zákon zachování hmotnosti, zákon zachování energie, věta o změně hybnosti, stavové rovnice) a při specifikaci počátečních a okrajových podmínek. Jde o úlohy z oblasti napjatosti a přetvoření konstrukcí, proudění podzemní vody, porušení hrázových systémů a transportu látek ve vodních tocích.
Úvod do modelování vodohospodářských jevů (klasifikace úloh ve vodním hospodářství, počáteční a okrajové úlohy, definice modelu, stavové veličiny).
Přímé a nepřímé modelování (přímé a inverzní úlohy), princip spojitosti a determinismu, filozofie stochastického řešení.
Základní rovnice mechaniky kapalin a tuhých těles (zákon zachování hmotnosti, zákon zachování energie, věta o změně hybnosti, stavové rovnice).
Napjatost a přetvoření vodohospodářských staveb, lokální a globální stabilita, mezní stavy. Princip virtuálních prací, metoda konečných prvků, tepelná napjatost.
Vybrané úlohy z proudění vody pórovitým prostředím, relaxační metoda, hledání volné hladiny, nestacionární proudění.
Modelování porušení hrázových systémů, porušení přelitím a vnitřní erozí.
Modelování transportu a disperze látek (matematická formulace, stacionární a nestacionární modely). Bilanční a dynamické modely jakosti.

Harmonogram přednášky

  • 1. Úvod do studia (klasifikace úloh, počáteční a okrajové úlohy)
  • 2-3. Zákon zachování hmotnosti, zákon zachování energie, věta o změně hybnosti, stavové rovnice
  • 4-5. Odvození řídících rovnic za zjednodušujících předpokladů
  • 6.-7. Napjatost a přetvoření vodohospodářských konstrukcí
  • 8.-9. Vybrané úlohy proudění podzemní vody
  • 10.-11. Simulace průběhu porušení hrázových systémů
  • 12-13. Transport a disperze látek ve vodě

Harmonogram cvičení

  • 1. Úvod do programu ANSYS
  • 2. Úvod do programu ANSYS
  • 3. - 5. Napjatost a přetvoření hydrotechnických staveb
  • 6. - 7. Tlakové proudění podzemní vody pod hydrotechnickými stavbami
  • 8. Proudění podzemní vody - hledání volné hladiny
  • 9. - 10. Porušení hrází jejich přelitím
  • 11. - 13. Modely jakosti vody ve vodních tocích (bilanční, nestacionární)
Matematika, Hydraulika, Statika, Pružnost a pevnost

Základní literatura předmětu

ŘÍHA, J. a kol.: Matematické modelování hydrodynamických a disperzních jevů, PCDIR Brno, 1997
CHUNG, T.J.: Computational Fluid Dynamics, Cambridge University Press, 2002

Doporučená literatura ke studiu předmětu

HAVLÍK, Vladimír: Matematické modelování neustáleného proudění, Praha: ČVUT, 1992