Titel
Title
| Applied Computational Fluid Dynamics |
Modulcode
Module Code
| ACFD |
Modulverantwortliche
Responsible Members of Staff
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Kompetenzziele des Moduls
Module Competence Goals
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Das Ziel der Veranstaltung ist die Vermittlung der Grundlagen anwendungsorientierter numerischer Strömungssimulation. Eine erfolgreiche Teilnahme an der Veranstaltung befähigt den Teilnehmer zur numerischen Lösung industrieller Aufgabenstellungen mittel der Computational Fluid Dynamics (CFD).
The objective of this modul is to impart the principles of application-oriented numerical flow simulation. A successful participation enables the participant to solve industrial problems numerically by application of. Computational Fluid Dynamics (CFD).
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Lehrinhalte
Content
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- Es werden die theoretischen Grundlagen der Strömungsmechanik anhand von einfachen Beispielen hergeleitet. Eine Einführung in die räumliche Diskretisierung von Differentialgleichungen mittels Finiter Differenzen, Finiter Volumen und Finiter Elemente Verfahren, sowie in die Grundlagen der Zeitschrittverfahren stellt die Basis für die Anwendung kommerzieller CFD-Verfahren wie Fluent dar.
- Einleitung
- Historische Entwicklung
- Wirtschaftliche Bedeutung
- Erhaltungssätze für Masse, Impuls und Energie in der Strömungsmechanik
- Navier-Stokes Gleichungen
- Euler-Gleichungen
- Einfache Modellgleichungen (Konvektions-, Diffusionsgleichungen)
- Zeitschrittverfahren, Stabilität und Konvergenz
- Räumliche Diskretisierung
- Finite Differenzen
- Finite Volumen
- Finite Elemente
- Numerische Integration der Navier-Stokes Gleichungen
- Anwendung von CFD Verfahren
- Netzgenerierung für 2D und 3D Geometrien
- Durchführung numerischer Simulationen mittels Fluent
- Postprozessing
- Präsentation industrieller CFD Projekte
- Luft- und Raumfahrt
- Schiffbau
- Windkraft
- The theoretical principles of fluid mechanics will be deduced from simple examples. An introduction to the spatial discretization of differential equations using finite differences, finite volume and finite element methods, as well as the principles of time-step method provides the basis for the application of commercial CFD codes such as Fluent.
- Introduction
- Historical development
- Economic importance
- Conservation laws for mass, momentum and energy in fluid mechanics
- Navier-Stokes equations
- Euler equations
- Simple model equations (convection, diffusion equations)
- Time-step methods, stability and convergence
- Spatial discretization
- Finite differences
- Finite volumes
- Finite elements
- Numerical integration of the Navier-Stokes equations
- Application of CFD codes
- Mesh generation for 2D and 3D geometries
- Execution of numerical simulations using fluent
- Post-processing
- Presentation of industrial CFD projects
- Aerospace
- Nautical architecture
- Wind power
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Lehrende
Lecturers
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Lehr- und Lernmethoden
Teaching Format
| Seminaristischer Unterricht (SU) |
Lernform
Study Format
| Präsenzstudium, angeleitetes Selbststudium |
Prüfungsform
Examination
| Klausur nach Prüfungsordnung |
Prüfungsdauer
Test Duration
| 90 Minuten |
Voraussetzungen für die Teilnahme
Required Experience
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Siehe aktuelle
Prüfungsordnung
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Verwendbarkeit
Applicability
| tbd |
Studentische Arbeitsbelastung
Hours
| 56 + 124 |
Präsenzstudium
Contact Hours per week
| 56 |
Selbststudium
Self Study Hours
| 124 |
ECTS-Leistungspunkte
ECTS-Credits
| 6 |
Häufigkeit des Angebotes
Frequency
| 1 Mal pro Studienjahr im 2. Semester / Sommersemester |
Sprache
Language
| English |
Bemerkungen
Comments
| Die Prüfung findet in Form der Praktischen Anwendung (PA) statt. Dabei sind in fixen Zeitabständen (z.B. alle 14 Tage) praktische Aufgabenstellungen zu lösen und die Ergebnisse in Form einer schriftlichen Ausarbeitung abzugeben. |
Literatur
Literature
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Die aktuellen Literaturlisten werden zu Beginn des Semesters verteilt.
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Angebot
Courses
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| Semester | Studiengang | SWS | Form | Gültigkeitsbeginn | Gültigkeitsende | Wahlpflicht |
| 2 | AT | 4 | Seminar | 2013 | 2100 | Wahlpflichtmodul |
| 2 | CBME | 4 | Seminar | 2005 | 2012 | Pflichtmodul |
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