MTF073 · Chalmers tekniska högskola
Beräkningsmetoder inom strömningsmekanik
Ny kurs
Inga tentor än
Ladda upp dina tidigare tentor och få hjälp med att strukturera ditt studiematerial
Få dina tentauppgifter kategoriseradeBli guidad genom ditt studiematerialFå hjälp direkt med teori och tipsHåll koll på dina framsteg
Kurs info
HP
7.5
Språk
Engelska
Institution
mekanik och maritima vetenskaper
Lärandemål
- Använda finitvolymsmetoden för att diskretisera diffusions- och konvektions-diffusions-ekvationer, och implementera dem i beräkningskoder.
- Ansätta randvillkor och källtermer för specifika problem, och förstå olika typer av randvillkor.
- Implementera och använda lösare för det linjära ekvationssystem som är resultatet av diskretiseringen och ansättandet av randvillkor och källtermer.
- Bedöma när lösningen har konvergerat, och verifiera att ekvationerna är uppfyllda.
- Förstå och rimlighetsbedöma resultaten, samt validera dem.
- Härleda diskretiseringsordningen hos numeriska scheman, och förstå varför, och hur, särskild hänsyn ska tas till konvektions- och tidsscheman.
- Förstå, beskriva och implementera det som krävs för att få stabila resultat vid beräkning av både tryck och hastighet, både vid 'staggered grids' och 'collocated grids'.
- Förstå, beskriva och implementera en algoritm för kopplingen mellan tryck och hastighet (SIMPLE).
- Förstå grundläggande koncept om turbulens.
- Förstå hur turbulensmodeller baserade på Boussinesq-hypotesen passar in i finit-volyms-metoden.
Kursinnehåll
Inledningsvis repeteras de grundläggande ekvationerna för strömning, och de skrivs slutligen på en generell diffusions-konvektions-form som är användbar för att förstå generella metoder för att lösa dessa ekvationer. Ekvationerna behöver diskretiseras och omorganiseras till linjära ekvationssystem som tillsammans med randvillkor och källtermer går att lösa med linjära lösare. Vi börjar med att diskretisera stationära diffusionsekvationer (exempelvis stationär värmeledning), ansätta randvillkor och källtermer, och lösa ekvationerna med linjära lösare. Vi lägger sedan till konvektionstermen och studerar speciellt hur diskretiseringen måste anpassas till beteendet hos konvektion. I strömningsproblem är flera ekvationer kopplade till varandra. Vi studerar kopplingen mellan tryck och hastighet, som kräver speciella metoder för att ge stabila resultat. Vi lär oss diskretisera tidsderivatan på olika sätt för instationära problem. Slutligen ser vi hur turbulens modelleras med turbulensmodeller, som passar in i konceptet för finitvolymsmetoden.
Förutsättningar
- Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Litteratur
H.K. Versteeg and W. Malalasekera. "An Introduction to Computational Fluid Dynamics - The Finite Volume Method", PEARSON, Prentice Hall, US (andra utgåvan, 2007). ISBN 978-0-13-127498-3. Kan vanligtvis lånas elektroniskt från biblioteket.
Liknande kurser vid andra universitet
Gör som 15 000+ studenter och ta kontroll över ditt tentaplugg.
Kom igång gratis