Techniky modelování v hydraulice a hydrologii

Kód předmětu: 141YTHH
Garant předmětu: Ing. Petr Sklenář, Ph.D., doc. Ing. Aleš Havlík, CSc., Ing. Vojtěch Bareš, Ph.D., doc. Ing. Michal Dohnal, Ph.D.
Zakončení předmětu: KZ
Počet kreditů: 5 kred.
Rozsah výuky: 0+4

Anotace(semestr )
Matematické modelování 1D nerovnoměrného proudění v otevřených korytech. Větevný přístup k modelování proudění v širokém záplavovém území. Kalibrace drsností koryta a inundace. Počáteční a okrajové podmínky. 1D neustálené proudění v otevřených korytech. Simulace šíření povodňových vln v síti říčních koryt. Modelování 2D proudění s volnou hladinou s využitím metody konečných prvků. Modelování pohybu splavenin v korytech vodních toků. Simulace časového a prostorového vývoje dna koryta aluviálních toků. Modelování srážko-odtokového procesu v přirozeném a urbanizovaném povodí.
Obsah 
1. Přístupy k numerickému modelování proudění s volnou hladinou
2. Modelování 1D ustáleného rovnoměrného proudění s volnou hladinou
3. Výpočet proudění objekty v matematickém modelu
4. Kalibrace a verifikace matematického modelu
5. Modelování s proměnlivou hodnotou součinitele drsnosti v závislosti na průtoku nebo úrovni hladiny
6. Modelování 1D neustáleného proudění s volnou hladinou
7. Počáteční a okrajové podmínky, podmínky stability výpočtu
8. Modelování 2D proudění s volnou hladinou, metoda konečných diferencí, konečných objemů, konečných prvků, modely turbulence, okrajové a počáteční podmínky
9. Příprava výpočetní sítě modelu, digitální model reliéfu, prezentace výstupů
10. Od matematického modelování přírodních procesů k abstraktnímu deterministickému konceptuálnímu modelování v hydrologii
11. Určování parametrů modelů inverzním modelováním
12. Modelování srážko-odtokového procesu v městské hydrologii
13. Metody analýzy a vyhodnocení výsledků simulace
Literatura 
[1]  Jandora, J., V. Stara, M. Starý: Hydraulika a hydrologie. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2011.
[2]  Brunner, G., W.: Hydraulic Reference Manual, US Army Corps of Engineers, Davis 2016
[3]  Synkiewitz, R.: Numerical Modeling in Open Channel Hydraulics, Springer, London, 2010
[4]  Beven, K., Environmental Modelling: An Uncertain Future? CRC Press, eBook, 2018, ISBN: 9781315273501.
Návaznosti 
--
Studijní plány 
Předmět je zařazen do následujících studijních plánů:

- studijní plán obor Vodní hospodářství a vodní stavby (NV201900_99), skupina obor Vodní hospodářství a vodní stavby, povinně volitelné předměty (NV20160200_1), dop. semestr 1 (tento studijní plán platí do nástupu 2022/23 )
- studijní plán Stavební inženýrství - vodní hospodářství a vodní stavby (NV2023), skupina Stavební inženýrství - vodní hospodářství a vodní stavby, PV předměty, 1. semestr (NV20230100_1), dop. semestr 1 (platí pro nástup od akad. roku 2023/24 )
- studijní plán obor Inženýrství životního prostředí (NZ201900_99), skupina obor Inženýrství životního prostředí, povinně volitelné předměty (NZ20160200_2), dop. semestr 1 (tento studijní plán platí do nástupu 2022/23 )