Engelska

Varje vårtermin

Kursen syftar till att ge grundläggande kunskap om moderna numeriska beräkningsmetoder som används rutinmässigt för analys av strömning och värmeöverföring det som med ett samlingsnamn brukar kallas CFD. Tonvikten läggs på inkompressibel strömning och konvektiv värmeöverföring Dessutom diskuteras de vanligaste turbulensmodellerna och hur dessa påverkar lösningen. Kursen avser att ge färdigheter i att genomföra denna typ av simuleringar i någon kommersiell programvara. Vidare avser kursen ge färdigheter i att analysera och bedöma resultat från dylika numeriska simuleringar. Dessa kunskaper skall vara tillräckliga för att för en given ingenjörsmässig problemställning kunna välja lämplig lösningsstrategi och kunna bedöma noggrannheten i resultatet.

Kursen behandlar metoder för att numeriskt lösa ingenjörsmässiga strömnings- och värmeöverföringsproblem. Hanteringen av s k konvektions-diffusionstermer behandlas. Begreppet numerisk diffusion införs. Algoritmer för tryck-hastighetskopplingen presenteras (t ex SIMPLE, SIMPLEC, SIMPLEX, PISO etc). I kursen behandlas diskretisering med finita volymmetoder, samt hur dessa påverkar noggrannhet och stabilitet hos lösningen. Olika typer av beräkningsnät, hur de genereras och hur de påverkar felet i lösningen ingår. Dessutom diskuteras de vanligast förekommande turbulensmodellerna baserade på Reynolds medelvärderade Navier-Stokes ekvationer (RANS) och hur dessa kan påverka lösningen. Datorlaborationer och projektarbete kommer att utföras i kommersiell CFD programvara.

kunna redogöra för potentialer och begränsningarna i de metoder som behandlas i kursen
kunna redogöra för de vanligaste RANS-baserade turbulensmodellernas uppbyggnad och hur dessa kan påverka den numeriska lösningen av strömningar
kunna redogöra för processen från matematisk beskrivning till numerisk lösning av ett strömnings- och värmeöverföringsproblem, samt vilka krav som ställs för att systemet skall vara lösbart
kunna beskriva de olika felkällor som finns i processen från matematisk beskrivning till numerisk lösning av strömnings- och värmeöverföringsproblem och hur dessa påverkar resultatet
kunna redogöra för olika metoder att behandla s k konvektions-diffusionstermer, och algoritmer för tryck-hastighetskopplingen (t ex SIMPLE, SIMPLEC, SIMPLEX, PISO etc)
kunna förklara några för ämnet viktiga och grundläggande begrepp

kunna genomföra simuleringar i någon kommersiell CFD-programvara
kunna analysera ett strömnings- eller värmeöverföringsfall och föreslå en strategi för lösning av detsamma med avseende på ingående ekvationer, möjliga förenklingar, val av lämplig numerisk metod och turbulensmodell samt jämföra med en alternativa metoder och modeller
kunna kritiskt granska och bedöma noggrannhet och rimlighet hos resultat från simulering av strömningar

kunna aktivt deltaga i diskussioner kring inom ämnet relevanta problem
kunna i tal och skrift presentera i en teknisk rapport innehållande analyser och val av numerisk lösningsmetod och turbulensmodell

Föreläsningar

Laborationer

övningar

Projekt

Laborationerna är datorbaserade och kan genomföras antingen på egen hand eller vid de schemalagda laborationstillfällena.
Projektarbetet genomförs individuellt

Skriftlig tentamen

Skriftlig rapport

Inlämningsuppgifter

Seminarieföredrag av deltagarna

Med skriftlig tentamen menas här ett 2-timmars prov på teorin i kursen

Underkänd, godkänd

Grundläggande kurs i strömningsmekanik

Versteeg, H. & Malalasekera, W.: An Introduction to Computational Fluid Dynamics-The Finite Volume Method, 2nd ed. Pearson Education Limited, 2007. ISBN 9780131274983.

MMVN05F

2020-02-16

Anders Gustafsson / FUN (2)