Modulnummer - ModultitelNiveau
  • BA 
  • MA
Numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics – CFD)SemesterWinter

Credits

5
Modulverantwortliche:rSWS4
Prof. Dr.-Ing. Jörg ReuterSpracheDeutsch
Modulart
  • Pflichtmodul
  • Wahlpflichtmodul
  • Wahlmodul
Dauer und Häufigkeit1 Semester; jährlich
Arbeitsaufwand

Gesamtzeit: 150 h, davon

  • Präsenz-Kontaktzeit: 56 h
  • Online-Kontaktzeit: 0 h
  • Selbststudium: 94 h
Voraussetzungen für die Teilnahmeempfohlen: Strömungsmechanik
Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden

  • einfache Geometrien in Ansys Discovery erstellen,
  • Rechengebiete in Ansys Meshing vernetzen
  • geeignete Randbedingungen und Parameter für Strömungssimulationen auswählen und Simulationen in Ansys Fluent durchführen sowie
  • Simulationsergebnisse visualisieren, auf Plausibilität prüfen, auswerten, präsentieren und erläutern.
Kompetenzbereiche
  • Fachkompetenz
  • Sozialkompetenz
  • Methodenkompetenz
  • Selbstkompetenz
Lehr- und Lernformen

Präsentationen, angeleitete und eigenständige Software-Anwendung, Projektarbeit in Gruppen

Art der Lehrveranstaltung, SWS
  • 2 SWS Seminaristische Vorlesung
  • 2 SWS Übung
Lehrinhalte
  • strömungsmechanische Grundlagen
  • Erhaltungsgleichungen in integraler und differentieller Form
  • Einführung in die Diskretisierung anhand finiter Differenzen
  • Erstellen einfacher Geometrien
  • strukturierte und unstrukturierte Vernetzung in zwei und drei Dimensionen
  • Simulation von Strömungen inkompressibler und kompressibler Fluide
  • numerische Modelle der Konvektion
  • Behandlung von Grenzschichten
  • Charakteristika der Turbulenz und Turbulenzmodellierung

Voraussetzung für die Vergabe von Credits, Benotung

  • mündliche Prüfung (30 min, 50 %)
  • Projektbericht (35 %)
  • Präsentation (15 %)

Verwendbarkeit des Moduls


Literatur und Lehr-Lern-Materialien

  • Joel H. Ferziger, Milovan Perić und Robert L. Street. Computational Methods for Fluid Dynamics. 4. Auflage. Springer, 2020. DOI: 10.1007/978-3-319-99693-6.

  • Eckart Laurien und Herbert Oertel jr. Numerische Strömungsmechanik. Grundgleichungen und Modelle – Lösungsmethoden – Qualität und Genauigkeit. 6. Auflage. Springer Vieweg, 2018. DOI: 10.1007/978-3-658-21060-1.

Module title and summary

Computational Fluid Dynamics (CFD)

  • Fundamentals of fluid mechanics
  • Integral and differential forms of conservation equations
  • Introduction to discretisation using finite differences
  • Creation of simple geometries
  • Structured and unstructured meshing in two and three dimensions
  • Simulation of flows of incompressible and compressible fluids
  • Numerical models of convection
  • Treatment of boundary layers
  • Characteristics and modelling of turbulence