Thermo- und Fluiddynamik

Thermo- und Fluiddynamik

Das TAF Thermo-und Fluiddynamik umfasst eine Klasse von vielseitigen Transportphänomenen in Flüssigkeiten und Gasen mit direkter Bedeutung für unser tägliches Leben, in der Technologie und in der Natur.
Um diese Phänomene zu untersuchen und vorherzusagen, sind Rechenmethoden (CFD Computational Fluid Dynamics) entstanden, die in vielen Anwendungsbereichen wie zum Beispiel Aero-und Hydrodynamik, Turbomaschinen, Chemie-und Verfahrenstechnik und der Biotechnologie eingesetzt werden. Das Kursprogramm zielt darauf ab, den Hintergrund für die erfolgreiche Anwendung und Weiterentwicklung dieser Methoden zu entwickeln.

 

Unterrichtsinhalte

• Einführung in die physikalischen und chemischen Hintergründe, Erhaltungssätze, Thermodynamik und Turbulenzen.
• Mathematische Formulierung der Probleme und Methoden ihrer Lösung, z. B. Finite-Differenzen-, Volumen- oder Element-Methoden. Der Einsatz von effizienten Löser und Mehrgitterverfahren.
• Aspekte von Hochleistungsrechern, Anwendung von Parallelrechnern
• Interpretation von numerischen Daten durch Visualisierung und Validierung der Ergebnisse.
• Praktikum, dass den Studierenden die Gelegenheit bietet, CFD-Codes zu nutzen und anzuwenden und einen Einblick in die Methodendetails zu erhalten.

Welche Kenntnisse in Strömungslehre werden erwartet?

Grundlegende Kenntnisse in Physik und Mathematik auf Oberstufenniveau sind erforderlich. Während des Kurses erhalten die Studierenden die notwendigen zusätzlichen Kenntnisse in den obengenannten Bereichen. Grundlegende Kenntnisse auf dem Gebiet der Strömungsmechanik, Thermodynamik und Wärme-und Stofftransport sind allerdings hilfreich. Programmierkenntnisse in Fortran, C oder C + + sind notwendig. Die/der Studierende sollte Interesse an der Lösung von physikalischen, technischen, mathematischen und Informatik-Problemen mitbringen. Es gibt eine Vielzahl von Lehrbüchern im Zusammenhang mit numerischer Strömungsmechanik. Manuskripte stehen zur Verfügung.

Literatur

• C. Hirsch: Numerical computation of internal and external flow, Wiley.
• J. Ferziger, M. Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer.

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