Computational Fluid Dynamics

Computational Fluid Dynamics
Die numerische Behandlung von strömungsmechanischen Problemstellungen ist für viele Bereiche der Luft- und Raumfahrt zu einem unentbehrlichen Standard-Werkzeug geworden. Die Vorlesung "Computational Fluid Dynamics (CFD)" macht die Studenten mit den Verfahren vertraut, mit denen sich der praktisch arbeitende Ingenieur konfrontiert sieht. Dazu gehören die eigentliche Berechnung inkompressibler und kompressibler Strömungen, sowie eine Einführung in die Theorie der Turbulenzmodellierung.

Unterlagen zu den Vorlesungen finden sich jetzt auf https://ilias.unibw.de/

Empfohlene Voraussetzungen

Kenntnisse in numerischer Mathematik (entsprechend den Inhalten des Bachelor- und Master-Moduls "Numerische Mathematik"). Vorlesung Strömungsmechanik.

Inhalt

• Beispiele von CFD Simulationen
• Gittergenerierung, Gitter und ihre Eigenschaften
• Behandlung inkompressibler Strömungen
• Behandlung kompressibler Strömungen
• Behandlung von turbulenten Strömungen (DNS, LES, DES, URANS, Turbulenzmodelle)
• Grundgleichungen der Fluiddynamik, Näherungen und mathematischer Charakter
• Finite Differenzen Methode
• Finite Volumen Methode
• Zeitintegrationsverfahren für instationäre Strömungen
• Eigenschaften finiter Approximationen
• Lösungsverfahren für lineare Gleichungssysteme
• Lösungsverfahren für die Navier-Stokes-Gleichungen inkompressibler Strömungen

Leistungsnachweis

Schriftliche Prüfung 75 Minuten (Hilfsmittel: selbst angefertigte Mitschrift aus der Vorlesung (1 x DIN A4 beidseitig beschrieben), kein Taschenrechner) oder mündliche Prüfung 30 Minuten (ohne Hilfsmittel)

Literatur

• Blazek J.: Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications. Elsevier, Amsterdam, 2001.
• Ferziger J.H., Peric M.: Numerische Strömungsmechanik. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2007.
• Hirsch Charles: Numerical Computation of Internal and External Flows. Vol. I&II. Butterworth Heinemann, 2007.
• LeVeque Randall J.: Finite Volume Methods for Hyperbolic Problems. Cambridge Texts in Applied Mathematics. Cambridge University Press, 2002.