Numerische Berechnung von Strömungen

Maschinenbau, Master (PO-2023)

Modulnummer / Modulcode WP-NumBeStr
Modulname Numerische Berechnung von Strömungen
Art des Moduls Wahlpflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Die Studierenden erlernen theoretische und praktische Kenntnisse zur numerischen Berechnung von Strömungen inkompressibler Fluide. Sie erlangen die Fähigkeit, thermomechanische Transportprozesse mit problem­angepassten Methoden numerisch zu simulieren und die erzielten Ergebnisse zu interpretieren. Die Anwendung von numerischen Verfahren bei der Entwicklung und Optimierung von energietechnischen, durchströmten Apparaten wird für einen theoretisch-orientierten Entwicklungsingenieur vorausgesetzt.
Lehrveranstaltungsarten VLmP 3 SWS, Ü 1 SWS
Lehrinhalte
  • Grundlagen (Bilanzgleichungen für das Fluid in differentieller und integraler Form, adäquate Stoffgleichungen, Rand- und Anfangs­bedingungen)
  • Diskretisierung des Rechengebiets (Verfahren zur räumlichen Vernetzung des Strömungsgebietes)
  • Numerische Verfahren zur Simulation von Strömungsvorgängen (Finite-Differenzen-Methode, Finite-Volumen-Verfahren, Finite-Elemente-Verfahren)
  • Lösung großer algebraischer Gleichungssysteme (Verschiedene Algorithmen zur effizienten rechnergestützten Lösung der aus dem numerischen Verfahren resultierenden Gleichungssysteme)
Titel der Lehrveranstaltungen Numerische Berechnung von Strömungen
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) Vorlesung und Übungen, teilweise am PC / Laptop
Verwendbarkeit des Moduls
Dauer des Moduls Ein Semester
Häufigkeit des Angebotes jährlich im Wintersemester
Sprache deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Modul Modellierung und Simulation
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul
Studentischer Arbeitsaufwand 3 SWS VL (45 Std.), 1 SWS Ü (15 Std.), Selbststudium (120 Std.)
Studienleistungen
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung
Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung 45 Min.
Anzahl Credits (ECTS) 6 cp
Lehreinheit Maschinenbau
Modulverantwortliche/r Prof. Dr.-Ing. O. Wünsch
Lehrende Prof. Dr.-Ing. O. Wünsch
Medienformen Folien (PowerPoint)
Literatur
  • Schäfer, M.: Numerik im Maschinenbau, Springer-Verlag, Berlin, 1999
  • Oertel H. jr., Laurien, E.: Numerische Strömungsmechanik, Vieweg-Verlag, Braunschweig, 2. Auflage, 2003
  • Ferziger, J.H., Peric, M.: Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer-Verlag, Berlin, 3. Auflage, 2002
  • Kolditz, O.: Computational Methods in Environmental Fluid Mechanics, Springer-Verlag, Berlin, 2002