|
| České vysoké učení technické v Praze | |
Fakulta stavební | ||
K 141 - Katedra hydrauliky a hydrologie | ||
semestr zimní 2017/18
semestr letní 2016/17
Diskuzní seminář je určen pro studenty doktorského studia, jejichž téma disertační práce se dotýká hydrologie v měřítku půdního profilu a svahu, podpovrchové hydrologie, transportních procesů v pórovitém prostředí nebo hydrologických toků v systému půda-rostlina-atmosféra. Seminář bude sloužit k prezentaci výzkumné práce, výměně informací a zkušeností, obhajobě vlastních výsledků a jejich diskuzi ve skupině s důrazem na pochopení a kritické zhodnocení použitých postupů. Doplňkově budou organizovány tématické semináře věnované nejvýznamnějším publikacím a aktuálním problémům oboru. Seminář může být také platformou pro navázání spolupráce mezi účastníky a poskytne informace, jak napsat a kontinuálně aktualizovat literární rešerši relevantních témat, nebo jak publikovat v časopisech uvedených v databázi Journal Citation Report. Transportní procesy v atmosféře. Metody pro stanovení intenzity výparu. Tání sněhu. Voda pod povrchem. Systém půda-rostlina-atmosféra. Hydrologie svahu. Hydrologie povodí. Deterministické a stochastické modelování v hydrologii.
Klimatický systém Země, globální cirkulace atmosféry, vzduchové hmoty a atmosferické fronty, klimatická pásma. Složení a vertikální členění atmosféry, voda v atmosféře, stabilita atmosféry. Proudění vzduchu v synoptickém měřítku, tlakové útvary a frontální systémy, oblaky, vznik atmosferických srážek. Měření meteorologických veličin.
Morfologické a splaveninové procesy v říčních korytech a nádržích. Odezva povodí toku na lidskou činnost. Hydraulické charakteristiky pórovitého prostředí, řídící rovnice proudění vody, počáteční a okrajové podmínky; Infiltrace, redistribuce, evaporace, průsak, kapilární vzlínání, hypodermický odtok; Proudění v nasycených formacích; Transport kontaminantů, hydrodynamická disperze, řídící rovnice transportu, počáteční a okrajové podmínky, nekonzervativní transport.
Reaktivní chemické látky v životním prostředí. Základní procesy transportu látek v půdě. Koncept průnikové křivky. Parametrizace adsorpce a rozpadu. Řídící rovnice transportu. Matematické přístupy k pohybu látek v pórovitém prostředí: analytické a numerické řešení. Modelování pohybu chemických látek (two-region/two-site model). Voda v atmosféře; Radiační bilance; Transportní procesy v přízemní vrstvě atmosféry; Metody pro stanovení intenzity výparu; Tání sněhu; Voda pod povrchem; Systém půda-rostlina-atmosféra; Hydrologie svahu; Hydrologie povodí; Statistické vyhodnocování hydrologických dat; Deterministické a stochastické modelování v hydrologii.
dle zadání Fyzikální vlastnosti vody. Hydrostatika - tlak v tíhovém poli, hydrostatické převody, hydrostatické síly, zatížení konstrukcí kapalinami, vztlak. Základy hydrodynamiky - charakteristiky, režimy a druhy proudění, hydraulické odpory, aplikace základních rovnic. Tlakové proudění v potrubí - ztráty třením a místní, jednodušší případy výpočtu potrubí, potrubí s čerpadlem, vznik hydraulického rázu. Ustálené proudění v korytech - rovnoměrný pohyb, hydraulický návrh koryta, kritické proudění, průběhy hladin. Hydraulika objektů - výtok otvorem a trubním zařízením, proudění mosty a propustky. Silové účinky proudu a paprsku. Měření průtoku vody. Proudění podzemní vody - druhy, účinky, filtrační zákon, řešení průsaků a odvodnění. Principles of Mathematical Modelling and Navier-Stokes Equation
Turbulence
Principles of Physical Modelling and Theory of Model Similitude
Unsteady Flow in Channels and Pipes
Boundary Layer Theory ? Velocity Distribution, Drag and Lift
Two-Phase Flow and non-Newtonian Flow
Pump-Pipeline Systems
Wastewater Hydraulics: Principles and Practical Applications
Fyzikální vlastnosti vody. Hydrostatika - tlak v tíhovém poli, hydrostatické převody, hydrostatické síly, zatížení konstrukcí kapalinami, vztlak. Základy hydrodynamiky - charakteristiky, režimy a druhy proudění, hydraulické odpory, aplikace základních rovnic. Tlakové proudění v potrubí - ztráty třením a místní, jednodušší případy výpočtu potrubí, potrubí s čerpadlem, vznik hydraulického rázu. Ustálené proudění v korytech - rovnoměrný pohyb, hydraulický návrh koryta, kritické proudění, průběhy hladin. Hydraulika objektů - výtok otvorem a trubním zařízením, proudění mosty a propustky. Silové účinky proudu a paprsku. Měření průtoku vody. Proudění podzemní vody - druhy, účinky, filtrační zákon, řešení průsaků a odvodnění. Fyzikální vlastnosti vody. Hydrostatika - tlak v tíhovém poli, hydrostatické převody, hydrostatické síly, zatížení konstrukcí kapalinami, vztlak. Základy hydrodynamiky - charakteristiky, režimy a druhy proudění, hydraulické odpory, aplikace základních rovnic. Tlakové proudění v potrubí - ztráty třením a místní, jednodušší případy výpočtu potrubí, potrubí s čerpadlem, vznik hydraulického rázu. Ustálené proudění v korytech - rovnoměrný pohyb, hydraulický návrh koryta, kritické proudění, průběhy hladin. Hydraulika objektů - výtok otvorem a trubním zařízením, proudění mosty a propustky. Silové účinky proudu a paprsku. Měření průtoku vody. Proudění podzemní vody - druhy, účinky, filtrační zákon, řešení průsaků a odvodnění. Energetická bilance a klimatický systém Země; termodynamika vzduchu a stabilita atmosféry; frontální systémy; vznik oblaků a srážek; oběh vody: atmosférické srážky, výpar, voda v půdě a formy odtoku; měření meteorologických a hydrologických prvků; zpracování a vyhodnocování dat; transformace odtoku; možnosti modelování hydrologických jevů.
Pohyb reálné kapaliny (Navier-Stokesovy rovnice, transportní procesy). Struktura proudění (laminární a turbulentní, newtonské a nenewtonské). Neustálené proudění (vlny, rázy). Proudění v potrubí (potrubí-čerpadlo, složitá potrubí). Výtok otvorem (u hradících konstrukcí, nádob a plavebních komor). Silový účinek paprsku na plochy. Pohyb tuhých částic v kapalině. Obtékání tuhého povrchu (mezní vrstva, úplav). Základy modelové podobnosti. Všeobecná cirkulace atmosféry. Klimatické faktory a klimatická pásma. Složení a členění atmosféry, voda v atmosféře. Vzduchové hmoty a atmosferické fronty. Vznik oblaků a srážek. Hydrologický cyklus, hydrologická bilance. Intercepce, infiltrace a výpar. Odtok povrchových vod, transformace povodňové vlny v nádržích a korytech, srážkoodtokové vztahy. Extrémní hydrologické události, hydrologické modely, návrhové veličiny.
Příprava podkladů, rešerše literatury a vlastní iniciační projekt, na který následně navazuje bakalářská práce. Při řešení projektu studenti využívají získaných vědomostí z hydrauliky, hydrologie a ostatních souvisejících technických a přírodních disciplín. Probíhá pod vedením pracovníků katedry, nejlépe přímo u vedoucího bakalářské práce. V případě K141 jsou nabízeny práce v oblasti rekultivací vodních toků, říční hydrauliky, hydrologie malého povodí, podpovrchové hydrologie, hydrologie urbanizovaných povodí a hydraulické dopravy. Seznámení se s moderními metodami modelování pro oblast stavební hydrauliky. Teoretická část o fyzikálním modelování. Teoretická část o matematickém modelování proudění tekutin (CFD). Praktická část na počítačích - využití softwaru FLUENT. Simulace jednoduchých (2D, 3D) úloh z oblasti proudění v potrubí a o volné hladině. Obecné principy měření, zdroje dat, návrh měření. Meteorologická a klimatická měření. Hydrologická měření. Stopovače v experimentální hydrologii. Dálkový průzkum Země pro hydrologii a meteorologii. Měření evapotranspirace. Analýza dat. Modelování v hydrologii. Modelování v ekologii a biologii. Inverzní modelování. Diskuzní seminář je určen pro studenty doktorského studia, jejichž téma disertační práce se dotýká hydrologie v měřítku půdního profilu a svahu, podpovrchové hydrologie, transportních procesů v pórovitém prostředí nebo hydrologických toků v systému půda-rostlina-atmosféra. Seminář bude sloužit k prezentaci výzkumné práce, výměně informací a zkušeností, obhajobě vlastních výsledků a jejich diskuzi ve skupině s důrazem na pochopení a kritické zhodnocení použitých postupů. Doplňkově budou organizovány tématické semináře věnované nejvýznamnějším publikacím a aktuálním problémům oboru. Seminář může být také platformou pro navázání spolupráce mezi účastníky a poskytne informace, jak napsat a kontinuálně aktualizovat literární rešerši relevantních témat, nebo jak publikovat v časopisech uvedených v databázi Journal Citation Report. Transportní procesy v atmosféře. Metody pro stanovení intenzity výparu. Tání sněhu. Voda pod povrchem. Systém půda-rostlina-atmosféra. Hydrologie svahu. Hydrologie povodí. Deterministické a stochastické modelování v hydrologii.
Klimatický systém Země, globální cirkulace atmosféry, vzduchové hmoty a atmosferické fronty, klimatická pásma. Složení a vertikální členění atmosféry, voda v atmosféře, stabilita atmosféry. Proudění vzduchu v synoptickém měřítku, tlakové útvary a frontální systémy, oblaky, vznik atmosferických srážek. Měření meteorologických veličin.
Morfologické a splaveninové procesy v říčních korytech a nádržích. Odezva povodí toku na lidskou činnost. Hydraulické charakteristiky pórovitého prostředí, řídící rovnice proudění vody, počáteční a okrajové podmínky; Infiltrace, redistribuce, evaporace, průsak, kapilární vzlínání, hypodermický odtok; Proudění v nasycených formacích; Transport kontaminantů, hydrodynamická disperze, řídící rovnice transportu, počáteční a okrajové podmínky, nekonzervativní transport.
Reaktivní chemické látky v životním prostředí. Základní procesy transportu látek v půdě. Koncept průnikové křivky. Parametrizace adsorpce a rozpadu. Řídící rovnice transportu. Matematické přístupy k pohybu látek v pórovitém prostředí: analytické a numerické řešení. Modelování pohybu chemických látek (two-region/two-site model). dle zadání Fyzikální vlastnosti vody. Hydrostatika - tlak v tíhovém poli, hydrostatické převody, hydrostatické síly, zatížení konstrukcí kapalinami, vztlak. Základy hydrodynamiky - charakteristiky, režimy a druhy proudění, hydraulické odpory, aplikace základních rovnic. Tlakové proudění v potrubí - ztráty třením a místní, jednodušší případy výpočtu potrubí, potrubí s čerpadlem, vznik hydraulického rázu. Ustálené proudění v korytech - rovnoměrný pohyb, hydraulický návrh koryta, kritické proudění, průběhy hladin. Hydraulika objektů - výtok otvorem a trubním zařízením, proudění mosty a propustky. Silové účinky proudu a paprsku. Měření průtoku vody. Proudění podzemní vody - druhy, účinky, filtrační zákon, řešení průsaků a odvodnění. Fyzikální vlastnosti vody a směsí; působení hydrostatického tlaku - tlak v kapalině, změny tlaku, přetlak, podtlak; zatížení konstrukcí hydrostatickou silou - zatěžovací obrazce, řešení hydrostatické síly ve složkách, hydrostatická síla na rovinné a zakřivené plochy; plovoucí konstrukce - vztlaková síla, ponor plovoucího tělesa; proudění v potrubí - hydraulický výpočet potrubí, vyjádření ztrát třením a ztrát místních, silový účinek proudu, hydraulický ráz; čerpání kapalin - hydraulický návrh čerpadla a posouzení funkčnosti soustavy čerpadlo-potrubí; proudění s volnou hladinou - stanovení kapacity koryta, vztah mezi průtokem a hloubkou v korytě toku a částečně plněném uzavřeném profilu stoky, proudění říční a bystřinné, průběh hladin; hydraulika objektů na vodních tocích - proudění a silový účinek proudu při řešení objektů v kontaktu s vodou, aplikace pro mosty, propustky, přelivy, výtok otvorem a pod stavidlem; proudění podzemní vody - řešení průsaků a odvodnění, aplikace pro sypané hráze, studně, zářezy, štoly, drény; průtok - tvorba, klasifikace a měření průtoku ve stavebních aplikacích. I. Teorie a experiment v hydraulice: Pohyb reálné kapaliny (základy matematického modelování, Navier-Stokesovy rovnice, transportní procesy, turbulence). Základy fyzikálního modelování a modelová podobnost. Struktura proudění (laminární a turbulentní, newtonské a nenewtonské, mezní vrstva, úplav).
II. Složitější hydraulické aplikace: Neustálené proudění (vlny, rázy). Proudění v potrubí (potrubí-čerpadlo, kavitace, složitá potrubí). Výtok otvorem (u hradících konstrukcí, nádob a plavebních komor). Silový účinek paprsku na plochy. Obtékání tuhého povrchu. Pohyb tuhých částic v kapalině. Seznámení se moderními metodami modelování pro oblast stavební hydrauliky. Teoretická část o fyzikálním modelování. Teoretická část o matematickém modelování proudění tekutin (CFD). Praktická část na počítačích - využití softwaru FLUENT. Simulace jednoduchých (2D, 3D) úloh z oblasti proudění v potrubí a o volné hladině.
Problémy, připomínky a doporučení směrujte prosím na Hydrologický diskuzní seminář
Kvantitativní hydrologie
[2] Potter, T.D., Collman, B.R. Handbook of Weather, Climate and Water. Atmospheric Chemistry, Hydrology, and Societal Impacts. Wiley, New York, 2003.Klimatologie a meteorologie
Říční morfologie
[2] Graf, W.H. Fluvial Hydraulics. John Wiley&Sons,1998.
[3] van Rijn, L.C. Principles of sediment transport in rivers, estuaries and coastal seas. Aqua Publications, 1993.Mechanika tekutin I
Mechanika tekutin II
Podpovrchová hydrologie
[2] Císlerová M., Vogel T.: Transportní procesy, ČVUT Praha, 1998.
[3] Hillel D.: Environmental Soil Physics, Academic Press, 1998.
[4] Bear J.: Modeling Groundwater Flow and Pollution, Kluwer, 1987.Protipovodňová ochrana
Reaktivní transport v půdě
Aplikovaná hydrologie
[2] Brutsaert, W, Hydrology - An Introduction, Cambridge University Press, 2005.
Bakalářská práce
Bakalářská práce
Bakalářská práce
Projekt
Diplomová práce
Hydraulika
[2] Bém J.: Vodohospodářské inženýrství, Ediční středisko ČVUT, Praha, 1990
[3] Havlík - Marešová: Hydraulika 10, 20 - Příklady, Vydavatelství ČVUT, , Praha 2001, skriptumHydraulics - Advanced Course
Hydraulika R
[2] Bém J.: Vodohospodářské inženýrství, Ediční středisko ČVUT, Praha, 1990
[3] Havlík - Marešová: Hydraulika 10, 20 - Příklady, Vydavatelství ČVUT, Praha 2001, skriptumHydraulika 2
[2] Bém J.: Vodohospodářské inženýrství, Ediční středisko ČVUT, Praha, 1990
[3] Havlík - Marešová: Hydraulika 10, 20 - Příklady, Vydavatelství ČVUT, , Praha 2001, skriptumHydrologie
Hydrologie a klimatologie
[2] Henderson-Sellers, A. & P.J. Robinson (1989): Contemporary Climatology. Longman, New York, 439p.
[3] Shaw, E.M. (1991): Hydrology in Practice. Chapman&Hill, London, 539p.Hydraulika 3
[2] Havlík V., Marešová I.: Hydraulika 10, 20, Vydavatelství ČVUT, Praha, 2001
[3] Chadwick A., Morfett J, Borthwick M. Hydraulics in Civil and Environmental Engineering. Fourth Edition. Spon Press, 2004.Klimatologie, meteorologie, hydrologie
[2] Kemel, M., Klimatologie, Meteorologie, Hydrologie, ČVUT, 2000.
[3] Ven Te Chow et al., Applied hydrology, McGraw-Hill, 1988.
[4] Aguado, E., J.E. Burt, Understanding Weather and Climate, Prentice Hall, 2001.Projekt 2
Hydraulika vodních toků
Modelování v hydraulice
[2] Peyret, R. Handbook of Computational Fluid Mechanics. Academic Press, London, 1996
[3] Rodi, W. Turbulence Models and Their Application in Hydraulics. A state-of-art review. Balkema, Rotterdam 1993.Provoz vodních toků
Reaktivní transport
Hydroekologický monitoring a modelování
Techniky modelování v hydraulice a hydrologii
Hydrologický diskuzní seminář
Kvantitativní hydrologie
Klimatologie a meteorologie
Říční morfologie
Mechanika tekutin I
Mechanika tekutin II
Podpovrchová hydrologie
Protipovodňová ochrana
Reaktivní transport v půdě
Aplikovaná hydrologie
Bakalářská práce
Bakalářská práce
Bakalářská práce
Projekt
Diplomová práce
Hydraulika
[2] Bém J.: Vodohospodářské inženýrství, Ediční středisko ČVUT, Praha, 1990
[3] Kolář V., Patočka C., Bém J.: Hydraulika, SNTL, Praha, 1983Hydraulics - Advanced Course
Hydraulika R
[2] Kolář, V., Patočka, C., Bém, J.: Hydraulika, SNTL, Praha 1983, učebnice.
[3] autorský kolektiv katedry hydrauliky a hydrologie Fakulty stavební ČVUT v Praze: přednášková prezentace předmětu v elektronické formě, dostupné na internetových stránkách předmětuHydraulika 2
Hydrologie
Hydrologie a klimatologie
Hydraulika 3
[2] Havlík V., Marešová I.: Hydraulika 10, 20, Vydavatelství ČVUT, Praha, 2001.
[3] Chadwick A., Morfett J, Borthwick M. Hydraulics in Civil and Environmental Engineering. Fourth Edition. Spon Press, 2004.Klimatologie, meteorologie, hydrologie
Projekt 2
Hydraulika vodních toků
Modelování v hydraulice
[2] Peyret, R. Handbook of Computational Fluid Mechanics. Academic Press, London, 1996.
[3] Rodi, W. Turbulence Models and Their Application in Hydraulics. A state-of-art review. Balkema, Rotterdam, 1993.Provoz vodních toků
Reaktivní transport
Hydroekologický monitoring a modelování
Techniky modelování v hydraulice a hydrologii
webmaster@fsv.cvut.cz