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Modulbeschreibung - CFD Simulation

Nummer	cfds
ECTS	3.0
Anspruchsniveau	intermediate
Inhaltsübersicht	Fast überall, wo Strömungen eine Rolle spielen, ist auch deren numerische Berechnung und Simulation von Interesse: Sei es, um Grössen (wie Druckverluste, Wirkungsgrade, Geschwindigkeitsprofile Widerstandsbeiwerte, etc.) quantitativ zu berechnen - sei es, um überhaupt ein erstes Verständnis über die Strömung zu erlangen – sei es, um eine Strömung zu visualisieren. In diesem Modul werden die wichtigsten der im CFD-Umfeld verbreiteten Methoden vorgestellt und deren Grundlagen erläutert. An einfachen Beispielen wird der Umgang mit einem ausgewählten verfügbaren CFD-Paket gelehrt. Grundlagen: Bilanzgleichungen, Zustandsgleichungen, Rand- und Anfangsbedingungen. Work Flow: Modellierung, numerische Methoden, Konstruktion, Netzerstellung, Näherungen, numerische Auswertung, Konvergenzkriterien, Aufbereitung. Numerische Verfahren Eigenschaften numerischer Methoden, Ansätze der Diskretisierung, Finite Volumen, Systeme linearer Gleichungen. Zeitschrittverfahren: Zeitintegration, Stabilität Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen: Methoden, Druckiterationen. Netzgestaltung: Netzeigenschaften, strukturierte und unstrukturierte Gitter, Grenzschichten, Tetraeder, Hexaeder, Polyeder, Mehrgitterverfahren Turbulenzmodellierung CFD in der Praxis: Fehlerarten, Best Practice Guides, ausgewählte Beispiele.
Lernziele	Die Studierenden kennen die numerischen und fluidmechanischen Grundlagen der CFD und verstehen deren Auswirkungen auf die numerische Strömungsberechnung. Sie sind in der Lage, diese Kenntnisse auf den Arbeitsablauf der Berechnung einfacher Strömungsprobleme anzuwenden und die Ergebnisse zu analysieren und einzuordnen.
Empfohlene Vorkenntnisse	Fluidmechanik (SG M) – (flmM) Numerik - (num) (ev. gleichzeitiger Besuch) Analysis 4(SGM) (an4M) (gleichzeitiger Besuch)
Leistungsbewertung	Erfahrungsnote

Studium

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