1. Modulverzeichnis (MTS)
  2. Module
  3. Modulbeschreibung anzeigen

Turbulenzmodellierung (CFD4)

Zur Modulseite PDF generieren

#50619 / #3

SS 2016 - WS 2016/17

Deutsch

Turbulenzmodellierung (CFD4)

6

Reiß, Julius

Benotet

Portfolioprüfung

Deutsch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik

35311400 FG Numerische Fluiddynamik

Physikalische Ingenieurwissenschaft

Kontakt


MB 1

Busse, Angela

office@tnt.tu-berlin.de

http://www.tu.berlin/nfd

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

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Modellbildung und Simulation turbulenter StrömungenIV0531 L 330SoSeen4
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Modellbildung und Simulation turbulenter Strömungen (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.08.0h120.0h
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

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Deutsch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
Programmierprojekt70Keine AngabeKeine Angabe
Referat zu den Projektergebnissen30Keine AngabeKeine Angabe

Notenschlüssel

Keine Angabe

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Programmierprojekt (70 Punkte) Mündliche Vorstellung der Ergebnisse des Projektes (30 Punkte) Notenschlüssel: 95,0 bis 100,0 Punkte ... 1,0 90,0 bis 94,9 Punkte ..... 1,3 85,0 bis 89,9 Punkte ..... 1,7 80,0 bis 84,9 Punkte ..... 2,0 75,0 bis 79,9 Punkte ..... 2,3 70,0 bis 74,9 Punkte ..... 2,7 65,0 bis 69,9 Punkte ..... 3,0 60,0 bis 64,9 Punkte ..... 3,3 55,0 bis 59,9 Punkte ..... 3,7 50,0 bis 54,9 Punkte ..... 4,0 0,0 bis 49,9 Punkte ....... 5,0

Dauer des Moduls

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

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

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


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe