Moses - Turbulenzmodellierung (CFD4)

Anzeigesprache

Diese Modulbeschreibung gilt nicht im aktuellen Semester.

Die Modulbeschreibung gilt nur für den Zeitraum SS 2017 - SS 2017. Die Version für das aktuelle Semester (SoSe 2024) finden Sie hier: Modulbeschreibung des SoSe 2024

Modul / Version:
#50619 / #2

Gültigkeit:
SS 2017 - SS 2017

Standard-Anzeigesprache:
Deutsch

Titel des Moduls:
Turbulenzmodellierung (CFD4)

Leistungspunkte:
6

Modulverantwortliche*r:
Reiß, Julius

Benotung:
benotet

Prüfungsform:
Mündliche Prüfung

Zugehörigkeit

Fakultät:
Fakultät V

Institut:
Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik

Fachgebiet:
35311400 FG Numerische Fluiddynamik

Prüfungsausschuss:
Physikalische Ingenieurwissenschaft

Kontakt

Sekretariat:
MB 1

Ansprechpartner*in:
Keine Angabe

E-Mail-Adresse:
office@tnt.tu-berlin.de

Webseite:

http://www.tu.berlin/cfd

Lernergebnisse

Das Ziel dieses Moduls ist gängige Modellierungsansätze zur numerischen Behandlung turbulenter Strömungen vorzustellen und ihre Einflussparameter aufzuzeigen. Neben dem Wissen um die numerische Modellbildung turbulenter Strömungen soll die Fähigkeit vermittelt werden Strömungssimulationen anwendungsorientiert aufzusetzen sowie insbesondere die Ergebnisse kritisch zu beurteilen. Zu diesem Zweck ist das Studium einzelner Modelle und die Implementierung von Auswertekriterien in gegebenen Rumpfprogrammen ein Teil der Qualifikation. Die Studenten werden durch die Veranstaltung befähigt verschiedene Modelle und Lösungsmethoden gegeneinander abzuwägen und auf neue und ungewöhnliche Strömungsprobleme anzuwenden. Sie sollen damit auch in die Lage versetzt werden völlig neue Simulationsaufgaben systematisch zu lösen und geeignete Simulationsverfahren anzuwenden.

Lehrinhalte

Turbulente Austauschmechanismen basieren auf Wechselwirkungen der zeitlichen und räumlichen Schwankungen von Druck, Dichte und Geschwindigkeit, welche sich über ein großes Spektrum unterschiedlicher Skalen erstrecken. Eine detaillierte Vorhersage der äußerst komplexen Transportprozesse verlangt die Auflösung sämtlicher Skalen durch die Diskretisierung des Simulationsverfahrens. Da dies für praxisnahe Anwendungen aufgrund endlicher Computerressourcen oft nicht möglich ist, gibt es verschiedene Simulationsverfahren, welche Modellannahmen zur Erfassung der nicht von der Diskretisierung aufgelösten Schwankungen verwenden. Die Qualität und Effizienz der numerischen Strömungsvorhersage mit diesen Verfahren hängt entscheidend vom problemangepassten Einsatz der einzelnen Verfahren ab. Schwerpunkt der Vorlesung ist aus diesem Grund die Vermittlung der mathematischen Grundlagen, Vorraussetzungen und Eigenschaften von Simulationsverfahren, gestaffelt nach Modellierungsgrad und Ressourceneinsatz. Darüber hinaus werden die wichtigsten Modelle klassifiziert sowie bezüglich ihrer Bedeutung und Anwendbarkeit physikalisch untersucht, wobei die hierzu notwendigen Grundkenntnisse turbulenter Strömungen erläutert werden. Im Weiteren setzt sich die Veranstaltung mit praxisrelevanten Aspekten der Strömungssimulation (Randbedingungen, Gittergenerierung, Beurteilungskriterien der Ergebnisse, etc.) auseinander. Das Verständnis für Brauchbarkeit und Praxisrelevanz einzelner Verfahren und Modelle wird untermauert durch deren beispielhafte Implementierung und detaillierte Untersuchung an einfachen, aber aussagekräftigen Strömungskonfigurationen.

Modulbestandteile

Pflicht:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	VZ
Modellbildung und Simulation turbulenter Strömungen	IV	0531 L 330	WiSe	Englisch	4

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Modellbildung und Simulation turbulenter Strömungen (IV):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Präsenzzeit	15.0	4.0h	60.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	8.0h	120.0h
			180.0h(~6 LP)

Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte und teilweise Herleitung einzelner Verfahren und Modelle sowie Ansätzen zur Lösung. Übungen am Rechner zur vollständigen Bearbeitung (Modellbildung, Simulation und Auswertung) beispielhafter turbulenter Strömungskonfigurationen. Verschiedene Programme und Datensätze werden zur Verfügung gestellt.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

a) obligatorisch: Strömungsmechanik, allg. Programmierkenntnisse, numerische Mathematik b) wünschenswert: CFD II, Kenntnisse in FORTRAN77 und LINUX;

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache

Deutsch

Dauer/Umfang

ca. 30 Minuten

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 20.

Anmeldeformalitäten

Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Literatur

Empfohlene Literatur
Ferziger & Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics
Fröhlich: Large-Eddy Simulation turbulenter Strömungen
Piquet: Turbulent Flows: Models and Physics
Pope: Turbulent Flows
Rotta: Turbulente Strömungen
Wilcox: Turbulence Modelling for CFD

Zugeordnete Studiengänge

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

	Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe