Trefwoorden
Numerieke Stromingsdynamica, Computational Fluid Dynamics, CFD, Particle Image Velocimetry, PIV
Doelstellingen
De student een basisinzicht en overzicht verschaffen in de state of the art numerieke en experimentele stromingsmodellering. De student maakt kennis met de verschillende opeenvolgende stappen van numerieke stromingsdynamica of een Computational Fluid Dynamics (CFD) proces, zijnde : fysische, wiskundige en numerieke modellering. Tijdens de computerpractica worden hem de basisstappen van een CFD berekening aangeleerd waarbij klassieke testgevallen worden gesimuleerd, geëvalueerd en gevalideerd. Tijdens de experimentele labo’s wordt gebruik gemaakt van stromingsvisualisatie, via Particle Image Velocimetry (PIV) meettechnologie. Als finale doelstelling wordt de opgedane numerieke en experimentele kennis en ervaring toegepast bij een projectwerk. Integratie van simulatie, experiment en theorie wordt nagestreefd.
Leerinhoud
Een overzicht van de state of the art CFD technologie en toepassingen wordt besproken. Uitgaande van de fysische modellering en behoudswetten worden de Navier-Stokes vergelijkingen afgeleid en een gradatie van wiskundige modellen besproken : potentiaal, EULER, RANS, LES, VLES en DNS. Aandacht wordt besteed aan modelleringstechniek, dimensieanalyse en modelregels. Vervolgens wordt een overzicht gegeven van numerieke modellen (incl. eindige differenties FD, eindige elementen FE en eindige volumes FV). De fundamenten van de eindige volumetechniek FV wordt besproken en toegepast op een convectiediffusie vergelijking waarbij zowel ruimte- als tijdsdiscretisatie worden beschouwd. Aspecten zoals nauwkeurigheid, stabiliteit en consistentie worden hierbij geïntroduceerd. Roostertechnieken specifiek voor CFD toepassingen worden besproken. Tijdens de computerpractica worden de basisconcepten en basisstappen van CFD ingeoefend voor interne en externe toepassingen. Tijdens de experimentele labo’s wordt aangeleerd hoe men een stromingsveld kan opmeten gebruikmakend van Particle Image Velocimetry (PIV) meettechnologie. Extra aandacht wordt besteed aan de interpretatie en validatie van de resultaten in vergelijking met experiment en ev. theorie.
Begincompetenties
De eindcompetenties bereikt hebben van Mechanica II ( 1 Ba) , CAE + Sterkteleer ( 3 Ba EM) , 3-D
Modelling (3 Ba EM)
Eindcompetenties
Kerncompetentie 1 (SC3):
In staat zijn om geavanceerde computerondersteunde technieken toe te passen voor stromingsdynamische analyse en engineering (SC3)
Onder meer:
- In staat zijn de aangeleerde methoden te kunnen toepassen en de technische basis om standaard CFD toepassingen te kunnen uitvoeren, interpreteren en valideren.
- In staat zijn zich verder te kunnen specialiseren en complexere toepassingen te kunnen aanpakken in samenwerking met CFD specialisten.
Algemene competentie 1 (AWC1):
- In staat zijn om verschillende onderbouwende disciplines en onderwerpen van de numerieke stromingsleer en PIV meettechnologie te herkennen en terug te vinden. Deze competentie bevindt zich op het niveau van theoretische kennis, numerieke methoden, validatie met experiment en theorie.
- De student bezit de vaardigheden om uitgaand van een praktisch CFD probleem, de wetenschappelijke achtergrond te situeren, bijhorende informatiedragers te vinden en het probleem te bespreken met CFD specialisten.
Leermaterialen
::Voor meer informatie, klik hier::
• Syllabus + powerpointpresentaties + multimedia materiaal (P. Van Ransbeeck & M. Vermeulen)
• Leerboek: Toegepaste Stromingsleer, 6e editie, Robert L. Mott, Pearson Education (2009)
• Labo’s + CFD project: handleidingen SolidWorks Flow Simulation + ePIV systeem
Studiekosten
Boek: Toegepaste Stromingsleer, 6e editie, Robert L. Mott, Pearson Education : € 69,95
Cursus : € 10
Studiebegeleiding
• Tijdens theoretische hoorcolleges.
• Tijdens labo’s.
• Op afspraak; via dokeos
Onderwijsvormen
• Hoorcollege: theorie + demonstratie PIV
• Labo’s en CFD project
Evaluatievorm
• Theorie: mondeling examen (1/3)
• Labo’s en CFD project ( 2/3)
De beoordeling en het tot stand komen van de eindquotatie van opleidingsonderdelen gebeurt via het wiskundige gemiddelde volgens de toegekende coëfficiënten. Indien nochtans op één van de onderscheiden vakken (delen van opleidingsonderdelen) 7 of minder op 20 wordt behaald, kan worden afgeweken van deze rekenkundige berekening van de eindquotatie van het opleidingsonderdeel en kunnen de punten bij consensus worden toegekend.
OP-leden
Peter Van Ransbeeck en Mathias Vermeulen
|
|
