Kursets mål er at give en introduktion til den teoretiske baggrund for Computational Fluid Dynamics (CFD) og fokusere på den praktisk anvendelse af den kommercielle CFD pakke StarCD.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
udlede finite-volume diskretisering af de inkompressible Navier-Stokes ligninger
udlede første og anden ordens rumlig diskretisering
udlede en trykligning for de inkompressible Navier-Stokes ligninger (SIMPLE og PISO algoritmerne)
udlede første og anden ordens eksplicitte og implicitte tidsdiskretiseringsskemaer
generere beregningsnet vha. StarCD's pre- og postprocessor: prostar
analysere og udvælge korrekte fysiske og numeriske randbetingelser i StarCD
analysere og udvælge korrekte fysiske modeller i StarCD
bestemme tidsskridt under hensyn til Courant og Fourier stabilitetsgrænser
generere visualisering af strømningsfelter vha. StarCD's pre- og postprocessor: prostar
Kursusindhold:
Kurset giver en introduktion til de styrende Navier-Stokes ligninger og deres numeriske løsning vha. finite-volume metoden. Kurset præsenterer løsningsmetoder til kobling af hastigheds- og tryk feltet i forbindelse med eksplicit og implicit tidsintegration. Kurset gennemgår desuden direkte og iterative løsningsalgoritmer. Kursets fokus er anvendelse af den kommercielle CFD pakke: StarCD på praktiske fluid mekaniske problemer.
Computational Fluid Dynamics (CFD) er numerisk analyse af strømningsmekanik, varmetransmission og relaterede fysiske processer. CFD involverer formulering af de styrende partielle differentialligninger for masse, momentum og energi, samt en diskretisering af disse ligninger vha. finite-differenser, finite-volume eller finite-element. Finite-volume metoden er den foretrukne metode ved ingeniørmæssige anvendelser da den tillader beregninger af strømninger i komplekse geometrier med et minimum krav til computer hukommelse og regnetid. Kurset gennemgår rumlig og tidslig finite-volume diskretisering af de styrende ligniger, samt teknikker til løsning af de diskrete ligningssystemer. Kurusdeltagerne kan medbringe egne (StarCD) strømningsproblemer til øvelserne i den 3. uge.
Litteratur:
Ferziger and Peric Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer, 2nd edition, 2001
