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Numerische Methoden der Thermofluiddynamik (NMTFD)5 ECTS (englische Bezeichnung: Numerical Methods in Fluid Mechanics)
Modulverantwortliche/r: Manuel Münsch, Antonio Delgado Lehrende:
Manuel Münsch
Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:
Einfrieren der UnivIS-Modul-Beschreibung: 16.8.2018
Numerische Berechnung strömungsmechanischer Probleme (18096)
Numerische Methoden der Thermofluiddynamik I (41239)
Computational Material Sciences (45833)
Wahlpflichtmodule Strömungsmechanik (58197)
Wahlpflichtmodule Simulation granularer und molekularer Systeme (58201)
Wahlpflichtmodule Strömungsmechanik (58205)
Wahlpflichtmodule Strömungsmechanik (82596)
Wahlpflichtmodule Simulation granularer und molekularer Systeme (82604)
Startsemester: |
WS 2018/2019 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Englisch |
Lehrveranstaltungen:
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Numerische Methoden der Thermofluiddynamik
(Vorlesung, 2 SWS, Manuel Münsch, Di, 12:15 - 13:45, KS I)
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Numerische Methoden der Thermofluiddynamik - Übung
(Übung, 2 SWS, Manuel Münsch et al., Do, 16:15 - 17:45, KS II)
Inhalt:
- Governing equations and models in fluid mechanics
Steady problems: the Finite-Difference Method (FDM)
Unsteady problems: methods of time integration
Advection-diffusion problems
The Finite-Volume Method
Solution of the incompressible Navier-Stokes equations
Grids and their properties
Boundary conditions
The theory given in the lectures is extended and applied to several transport problems in this exercise class:
discretization of the Blasius similarity equations
parabolization and discretization of the boundary layer equations
finite-Difference discretization of heat-transfer problems
approximation of boundary conditions
finite-Volume discretization of heat-transfer problems
discretization and time-stepping of the Navier-Stokes equations
projections methods: the SIMPLE and PISO Methods
Lernziele und Kompetenzen:
The students who successfully take this module should:
understand the physical meaning and mathematical character of the terms in advection-diffusion equations and the Navier-Stokes equations
assess under what circumstances some terms in these equations can be negelcted
formulate a FDM for the solution of unsteady transport equations
asess the convergence, consistency and stability of a FDM
formulate a FVM for the solution of unsteady transport equations
know how to solve the Navier-Stokes equation with the FVM
implmement programs in matlab/octave to simulate fluid flow
assess the quality and validity of a fluid flow simulation
work in team and write a report describing the results and significance of a simulation
know the different types of grids and when to use them
The students who successfully solve the exercises should:
be able to discretize transport problems with the finite-difference and the finite-volume methods
discretize several type of boundary conditions (no-slip, flux, mixed)
understand how the implementation of projection methods to solve the Navier-Stokes equation is done
work in team
Literatur:
Weitere Informationen:
www: https://www.lstm.uni-erlangen.de
Studien-/Prüfungsleistungen:
Mündliche Prüfung Numerische Methoden der Thermofluiddynamik I (Prüfungsnummer: 54871)
(englischer Titel: Oral Examination on Numerical Methods in Thermal Fluid Mechanics I)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 18851 Wahlpflichtmodul B Strömungsmechanik (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 18051 Wahlpflichtmodul C/D Strömungsmechanik (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 18451 Wahlpflichtmodul Simulation granularer und molekularer Systeme (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 18051 Wahlpflichtmodul Strömungsmechanik (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2015w, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 18451 Wahlpflichtmodul Simulation granularer und molekularer Systeme (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2015w, Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 54871 Mündliche Prüfung Numerische Methoden der Thermofluiddynamik I (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: mündliche Prüfung, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 30, 5.0 ECTS, Prüfung).
- 54871 Mündliche Prüfung Numerische Methoden der Thermofluiddynamik I (Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science) 2014s, Prüfung, Form: mündliche Prüfung, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 30, 5.0 ECTS, Prüfung).
- 18072 Computational Material Sciences (5 ECTS) (Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) 2013, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
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- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2018/2019, 1. Wdh.: SS 2019
1. Prüfer: | Manuel Münsch (100393) |
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