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.

Undervisningsspråk: Engelsk. Undervisningen vil foregå på norsk dersom kun norskspråklige studenter følger emnet.

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-likninger.
• kan tilpasse den geometriske diskretiseringen av strømningslikningene 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

4 timer skriftlig eksamen under tilsyn.

Ved eventuell ny og utsatt eksamen kan muntlig eksamen bli benyttet. Dersom muntlig eksamen benyttes kan eksamensresultatet ikke påklages.

Håndholdt kalkulator som ikke kommuniserer trådløst og som ikke kan regne symbolsk. Dersom kalkulatoren har mulighet for lagring i internminnet skal minnet være slettet før eksamen. Stikkprøver kan foretas.

Gradert skala A-F

En intern sensor. Ekstern sensor brukes jevnlig.

Tore Flåtten