Beregningsassistert fluiddynamikk (CFD) (MSK610)

Innhold

Beregningsassistert fluiddynamikk (CFD) lar oss løse ligningene for fluiddynamikk for komplekse ingeniørproblemer. CFD brukes i dag innenfor et vidt spekter av industrier, noen eksempler er:

• luftmotstand på fly og biler
• vind- og bølgelaster på bygg og marine konstruksjoner
• varme- og massetransport i kjemiske prosessanlegg
• konsekvensmodellering av brann- og eksplosjoner i olje- og gassindustrien

I dette emnet vil du få en innføring i beregningsassistert fluiddynamikk. Første del av emnet omhandler grunnleggende teori og implementering av numeriske metoder i programmeringsspråket Python. Andre del av emnet introduserer bruk av CFD-verktøyet OpenFOAM. Du vil også lære å implementere nye modeller og løsere i OpenFOAM gjennom programmering i C++.

Læringsutbytte

Kunnskaper

Studentene skal kunne

• de grunnleggende ligningene for fluiddynamikk, og hvordan disse kan beskrives som en generell transportligning
• egenskapene til endelig volum-metoden for diskretisering av transportligninger
• de grunnleggende diskretiseringsskjemaene for hvert ledd i transportligningen
• de vanligste metodene for å håndtere koblede strømningsproblemer
• de vanligste modellene for turbulent strømning
• diskutere fordeler og ulemper ved ulike valg av løsningsmetoder og modeller
• de vanligste modellene for data-drevet analyse av strømninger

Ferdigheter

Studentene skal kunne

• utføre diskretisering av alle ledd i transportligningene med endelig volum-metoden
• implementere numeriske metoder for å løse transportligninger i programmeringsspråket Python
• gjennomføre simuleringer i CFD-verktøyet OpenFOAM; lage beregningsgrid, velge initial- og grensebetingelser, diskretiseringsskjema og løsningsmetoder og visualisere resultater
• sammenligne simuleringer mot analytiske og eksperimentelle data
• implementere nye modeller i OpenFOAM ved bruk av C++
• bruke data-drevne metoder for å analysere strømning

Generell kompetanse

Studentene skal kunne

• gjøre forenklinger av praktiske problemer slik at de kan analyseres med hensiktsmessige vitenskapelige metoder
• visualisere og presentere data fra simuleringer på en vitenskapelig måte
• tolke resultater fra simuleringer og vurdere usikkerhet og nøyaktighet
• samarbeide i grupper for å gjennomføre et prosjektarbeid

Forkunnskapskrav

Anbefalte forkunnskaper

Eksamen / vurdering

Fagperson(er)

Emneansvarlig:

Instituttleder:

Arbeidsformer

Åpent for

Emneevaluering

Litteratur