Detail předmětu

Dynamika V – vybrané kapitoly

FSI-R5D Ak. rok: 2026/2027 Zimní semestr

Předmět rozšiřuje znalosti získané v kurzu Dynamika IV a zaměřuje se na pokročilé modelování a analýzu rotorových soustav jako komplexních konstrukčních celků. Výuka se soustředí na interakci rotujících a nerotujících částí, zahrnující dynamické vlastnosti ložisek, tlumičů, těsnicích prvků i celých sestav. Studenti se seznámí s pokročilými metodami posuzování stability, analýzou provozních stavů rotorů a detailním hodnocením kmitání olopatkovaných disků včetně využití cyklické symetrie. Součástí kurzu je také oblast vibroakustiky. Studenti získají teoretické i praktické znalosti z akustiky, měření akustických veličin a numerického modelování vibroakustických systémů pomocí deterministických, statistických i hybridních metod (MKP, MHP, SEA). Naučí se identifikovat zdroje vibrací a hluku, předpovídat jejich šíření a navrhovat účinná opatření pro jejich redukci. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky

Vstupní znalosti

Studenti musí umět řešit problém vlastních hodnot. Řešit odezvu při vynuceném, ustáleném a přechodovém kmitání soustav s n stupni volnosti. Dále musí mít znalosti základů nelineárního kmitání, a znalost základů experimentální modální analýzy. Student musí znát maticový počet, lineární algebru, diferenciální rovnice, základy metody konečných prvků. 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zápočet je udělen za aktivní účast na cvičeních a získání minimálně 50 bodů ze 100 možných v závěrečném testu. Konkrétní podobu testu, typy, či počet příkladů a otázek a další podrobnosti hodnocení sdělí přednášející v průběhu semestru. Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Konkrétní podobu náhrady stanovuje vedoucí cvičení. Výsledné hodnocení je dáno dle ECTS. 

Učební cíle

Cílem kurzu je seznámit studenty s pokročilou dynamikou rotorových soustav, zejména s modelováním komplexních vazeb mezi rotujícími a stacionárními částmi, posuzováním stability a detailní analýzou kmitání rotorů a olopatkovaných disků včetně využití cyklické symetrie. Studenti se naučí používat pokročilé metody redukce stupňů volnosti a aplikovat je v prostředí MATLAB, Python a ANSYS.

Součástí kurzu je také úvod do akustiky a vibroakustiky, zaměřený na akustické veličiny, zdroje hluku a numerické modelování vibroakustických systémů pomocí deterministických, statistických i hybridních metod. Absolvent kurzu bude umět identifikovat a hodnotit zdroje vibrací a hluku, provádět výpočtové analýzy rotorových i vibroakustických systémů a navrhovat účinná opatření pro jejich redukci. 

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
specializace IME: Inženýrská mechanika, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Osnova


  • Vazby mezi rotující a nerotující části (ložiska, tlumiče, těsnící spáry).

  • Kmitání rotoru s uvážením gyroskopických účinků.

  • Lavalův (Jeffcottův) rotor: Posuzování stability pro rotory s různými typy tlumení.

  • Kmitání olopatkovaných disků, Campbellův diagram

  • Akustické veličiny, vlnová rovnice a její řešení, mechanické a aerodynamické zdroje hluku

  • Měření akustických veličin

  • Deterministické modely vibroakustických systémů: metoda konečných prvků (MKP), metoda

  • hraničních prvků (MHP)

  • Statistické modely vibroakustických systémů (statistická energetická analýza SEA), hybridní modely (MKP+SEA)

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Osnova


  • Simulace a analýza rozběhu rotorů

  • Analýza rotorů v časové a frekvenční oblasti

  • Simulace chování rotorů se zahrnutím dynamických vlastností ložisek

  • Kmitání disků a olopatkovaných disků

  • Modelování olopatkovaných disků pomocí cyklické symetrie

  • Metody redukce stupňů volnosti a jejich aplikace v prostředí MATLAB, Python a ANSYS

  • Šíření akustických vln ve volném a uzavřeném prostoru

  • Vyzařování akustických vln z vibrujícího tělesa do volného prostoru, vyzařovaný akustický výkon

  • Šíření akustických vln z vibrujícího tělesa do uzavřeného prostoru

  • Přenos akustických vln pře různé typy stěn