Numerisk strømningsberegning

Emne dekker fundamentale konsepter innen numeriske strømningsberegninger og deres praktiske anvendelse i datasimuleringer. Studentene lærer om forskjellige utfordringer knyttet til kompressible og inkompressible strømninger, forskjellige geometriske diskretiseringer og numerisk modellering av turbulens. Den teoretiske forståelsen blir anvendt gjennom programmeringsøvelser i verktøy som OpenFoam og python.

Emnet bygger på konsepter tidligere gjennomgått i MECH 4000 (høyere ingeniørmatematikk). Studentene bør ha grunnleggende kunnskap i fluidmekanikk samt vitenskaplig programmering.

Kunnskap:

Studenten

• kan utlede likningsgrunnlaget og forklare den matematiske klassifiseringen av strømninger
• kan formulere strømningsprobler uttrykt ved partielle differesnsial-likninger
• kan forklare forskjellen på Direkte Numerisk Simulering og midlede turbulensmodeller i datasimuleringer
• kan forklare foskjellen på forskjøvet og ikke-forskjøvet diskretisert koordinatsystem for strømningsberegninger.

Ferdigheter:

Studenten

• kan løse standard strømningsproblemer ved hjelp av beregningsverktøy som OpenFOAM
• kan implementere endelig-volum løsningsalgoritmer i python
• kan anvende von Neumann og TVD analyse for å utlede stabilitetsgrenser for numeriske metoder for partielle differensial-likningeran design suitable mesh structures for CFD
• kan tilpasse den geometriske diskretiseringen av strømningsliknignene til et gitt problem.

Generell kompetanse:

Studenten

• kan konstruere og utføre strømingssimuleringer for typiske industrielle problemer.
• kan kritisk evaluere resultatene fra en strømningssimulering og identifisere potensielle feilkilder og unøyaktigheter.
• kan mestre fagspråket og terminologien innen strømningsberegninger og kommunisere sine resultater.

• Forelesninger
• Øvingstimer
  • Beregninger på anvendelser ved hjelp av høynivå verktøy som OpenFOAM.
  • Vitenskaplig programmering i python.

Ingen arbeidskrav

Individuell muntlig eksamen, med varighet 30 minutter for hver student.

Ingen hjelpemidler tillatt.

Gradert skala A-F

To interne sensorer. Ekstern sensor brukes jevnlig.

Tore Flåtten