Vorlesung und Übung

Vorlesungsfolien und begleitende Unterlagen zur Übung

• Einfürende Unterlagen zum Praktikum
  

  • Organisatorisches
  • Unterlagen zum praktischen Teil
    • Differenzenmethode
    • Finite-Volumen-Methode
    • Datenstruktur Finite-Volumen-Verfahren
    • Gittergenerator

• Differenzenmethode - Potentialströmung
  
  • Simulationstechnik_Teil1.1.pdf
  • Simulationstechnik_Teil1.2.pdf

• Konsistenz, Stabilität, Konvergenz
  • Simulationstechnik_Teil2.pdf

• Finite-Volumen-Methode - Skalare Konvektions-Diffusionsgleichung
  • Simulationstechnik_Teil3.pdf
  • Simulationstechnik_Teil4.pdf (direkte Flussprogrammierung)
  • Simulationstechnik_Teil5.pdf (Programmierung über algebraische Gleichung)

• Finite-Volumen-Methode - Impulsgleichungen, SIMPLE-Algorithmus
  • Simulationstechnik_Teil6.pdf
  • Simulationstechnik_Teil7.pdf
  • Simulationstechnik_Teil8.pdf

• Entwicklungsumgebung:
  • CodeLite
    
    

• Codetemplates:

  • Potentialströmungslöser: Hummingbird
  • Konvektions-Diffusions-Löser: Dragonfly v0.2
    • Anmerkungen zu Dragonfly (1)

  • Gittergenerator: Spider

• Visualisierungssoftware
  • Matlab (Download aus dem Software Portal der RWTH)
  • Paraview

M1 (Ende des 4. Praktikumstermins):
Potentialströmung in einem kartesischen Gitter (Aufgabe 1.1).
Potentialströmung in einem gekrümmten Kanal (Aufgabe 1.2).
Minimalanforderung: Testfälle zum Nachweis, dass der implementierte Algorithmus fehlerfrei funktioniert, und einen Anwendungsfall.
Zusatz (optional): Erstellen eines Gittergenerators für komplexere Probleme


M2 (Ende des 7. Praktikumstermins):
Berechnung eines passiven Skalars im Strömungsfeld: 2D, instationär, Diffusion und Konvektion bei vorgegebenem Strömungsfeld.

- Programmierung über Flussbilanzen am finiten Volumen (Teilaufgabe 2.1)

- Programmierung über algebraische Gleichung (Teilaufgabe 2.2)

- Erstellung eines vereinfachten Gittergenerators.

Anforderungen:

- Testfälle zum Nachweis, dass die implementierten Algorithmen (aufgabe 2,1 und 2.2)  fehlerfrei funktionieren.

- ein Anwendungsfall.

M3 (ab 8. Praktikumstermins)

Berechnung des Geschwindigkeitsfeldes (Teilaufgabe 3.1): 2D, instationär, bei Vorgabe des Druckes aufbauend auf den Algorithmus lt. Aufgabe 2.2. und vollständige Implementierung eines inkompressiblen Navier-Stokes-Solvers (Teilaufgabe 3.2)

Minimalanforderung (Teilaufgabe 3.1.):

- Testfälle bzw Vergleich mit exakten Lösungen zum Nachweis, dass der implementierte Algorithmus bei vorgegebenem Druck fehlerfrei funktioniert.

Minimalanforderung (Teilaufgabe 3.2.):

- Testfälle bzw Vergleich mit exakten Lösungen zum Nachweis (dieselben wie bei 3.1),  wobei jetzt auch das Druckfeld numerische berechnet wird (SIMPL-Algorithmus).

- einen Anwendungsfall.

Optional:

- Weitere selbstgewählte Beispiel komplexerer Probleme wie zum Beispiel Karmansche Wirbelstraße hinter einem Strömungshindernis.

• Hinweise für den Praktikumsbericht

Reguläre Abgabefrist des Berichtes ist drei Tage vor dem Termin der mündlichen Prüfung üblicherweise elektronisch (pdf-File) an b.binninger(at)itv.rwth-aachen.de zu senden. Jeder Teilnehmer einer Gruppe hat einen eigenen Bericht zuzusenden, auch wenn dieser inhaltlich identisch ist.

Sollte ein Bericht am Tag unmittelbar vor dem vereinbarten Prüfungstermin nicht
eingereicht sein, wird dies als fehlender Praktikumsbericht gewertet. Die mündliche Prüfung zum vereinbarten Termin ist dann nicht möglich, und die Prüfungsleistung wird als nicht erbracht eingestuft. Es erfolgt dann ein NE-Eintrag (nicht erschienen) in der Meldeliste und dieser wird ans Prüfungsamt weitergegeben. Das Prüfungsergebnis wird vom Prüfungsamt dann mit 5,0  bewertet.