Detail předmětu

MKP v inženýrských výpočtech

FSI-9MKP-AAk. rok: 2019/2020

Předmět seznamuje posluchače s Metodou konečných prvků v rozsahu, odpovídajícím pokročilé úrovni zasvěceného uživatele, schopného MKP samostatně tvůrčím způsobem používat. Jsou uvedeny souvislosti teoretických základů MKP s praktickou stránkou programové realizace algoritmu metody. Posluchači absolvují teoreticky a při řešení samostatných zadání též prakticky příklady využití MKP v oblastech mechaniky, souvisejících s tématem jejich disertace.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

2

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Absolvent kurzu dokáže tvůrčím způsobem aplikovat poznatky z teorie Metody konečných prvků na řešení problémů spojených s tématem disertační práce, včetně samostatného programování vlastních procedur a maker, doplňujících základní uživatelskou nabídku komerčních systémů MKP.

Prerekvizity

Maticová symbolika, lineární algebra, funkce jedné a více proměnných, integrální a diferenciální počet, diferenciální rovnice, základy dynamiky, pružnosti, vedení tepla a proudění.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.

Způsob a kritéria hodnocení

Závěrečné hodnocení je založeno na prokázání schopnosti aktivní práce s vybraným systémem MKP formou samostatného zpracování a prezentace zadaného semestrálního projektu.

Učební cíle

Cílem předmětu je získání schopností využívat Metodu konečných prvků na pokročilé úrovni, odpovídající požadavkům doktorského studia, včetně porozumnění algoritmu a procedurám využívaným při programování MKP. Absolvent získá praktické
dovedností zaměřené prioritně do oblasti jeho tématu doktorské práce, i všeobecný přehled
o možnostech nabízených komerčních programových systémů MKP.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Kontrola výuky probíhá individuálně podle postupu práce na semestrálním projektu.

Základní literatura

O.C.Zienkiewicz, R.L.Taylor: The Finite Element Method. Butterworth Heinemann, London, 2000
K.-J.Bathe: Finite Element Procedures. Prentice Hall, 1996
Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures: Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures. J.Wiley, New York, 2000

Doporučená literatura

Z.Bittnar, J.Šejnoha: Numerické metody mechaniky 1, 2. Vydavatelství ČVUT, Praha, 1992
V.Kolář, J.Kratochvíl, F.Leitner, A.Ženíšek: Výpočet plošných a prostorových konstrukcí metodou konečných prvků. SNTL Praha, 1979
C.Kratochvíl, E.Ondráček: Mechanika těles - Počítače a MKP. VUT v Brně, 1987 (skriptum)

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1.Úvod do teorie MKP, diskretizace, algoritmus
2.Algoritmus MKP - prvkové matice, sestavení globálních matic, struktura programu
3.Metody řešení velkých soustav rovnic
4.Základní typy prvků a jejich prvkové matice
5.Izoparametrická formulace prvků a základní typy prostorových prvků
6.Hermiteovské bázové funkce u tenkostěnných ohýbaných prvků
7.Uživatelské procedury a makra v systémech ANSYS a ABAQUS
8.Podmínky konvergence, kompatibilita, hierarchické a adaptivní algoritmy
9.MKP v úlohách dynamiky, vedení tepla, proudění, stacionární a nestacionární úlohy
10.Explicitní řešení nestacionárních problémů, nelinearity
11.Aplikace MKP v oblasti tématu disertační práce - konzultace, samostatná práce
12.Aplikace MKP v oblasti tématu disertační práce - konzultace, samostatná práce
13.Aplikace MKP v oblasti tématu disertační práce - konzultace, samostatná práce