NummercfdsECTS3.0AnspruchsniveauintermediateInhaltsübersichtFast 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) - zwingend erforderlich
- Numerik (num) - ev. gleichzeitiger Besuch
- Mehrdimensionale Analysis (man)
LeistungsbewertungErfahrungsnote 
