Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) in der numerischen Strömungsmechanik
- type: Praktikum (P)
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chair:
KIT-Fakultäten - KIT-Fakultät für Maschinenbau - Institut für Thermische Strömungsmaschinen
KIT-Fakultäten - KIT-Fakultät für Maschinenbau - semester: WS 21/22
- lecturer: Dr.-Ing. Rainer Koch
- sws: 3
- lv-no.: 2169452
- information: Präsenz
Inhalt | In diesem Praktikum lernen die Studierenden die Anwendung der SPH-Methode zur numerischen Berechnung von EIn- und Zweiphasenströmungen kenne. Dazu werden der Open-Source-Code Dual Physics und der kommerzielle Code PreonLab eingesetzt. Behandelt werden mit DualPhysics typische gnerische Probleme von Zweiphasenströmungen wie Dammbruch, schwimmender Ball und das Auftreffen eines Flüssigkeitstrahls. Mit PreonLab werden typische Ein- und Zweiphasenströmungen aus Ingenieuranwendungen wie z.B. die Wasserdurchfahrt eines PkWs betrachtet. Die Studierenden lernen den Ablauf von SPH Berechnungen, wie Umsetzen der Geometrie (in PreonLab anhand von CAD Daten) und das Setzen von Rand- und Anfangsbedingungen kennen. Betrachtet wird auch der Einfluss der räumlichen Auflösung und der zeitlichen Diskretisierung. Darüber hinaus werden die Auswertung der Berechnungen und das Post-Processing behandelt. |
Vortragssprache | Deutsch |
Organisatorisches | MSc.-Studierende der Fakuläten Maschinenbau, Chemieingenieurwesen, Bauingenieurwesen und Physik Doktoranden der Fakultäten Maschinenbau, Chemieinengieurwesen, Bauingenieurwesen und Physik MSc.-Studierende werden priorisiert. Vorkenntnisse: Numerische Strömungsmechanik, SPH-Methode, LINUX Die Veranstaltung ist ein Blockpraktikum. Dauer: 5 Tage (Mo-Fr) - je 8 Std. Veranstaltungsort: Seminarraum I des Geb. 30.60 (neben der Mensa), 2. OG Zeitraum: Ende Februar bis Anfang März - jährlich. Siehe Internetseite des Instituts. |
Lernziele:
Die Studenten können:
- Simulationsbeispiele mittels FreeCAD erstellen
- DualSPHysics mit GUI und via Scripts anwenden
- PreonLab anwenden
- Möglichkeiten und Grenzen von SPH identifizieren und beurteilen
- Standard Strömungsprobleme und Strömungen mit freier Oberfläche simulieren
Lehrinhalt:
- Einführung in Linux und in SPH
- Geometrierstellung via FreeCAD
- Simulation und Analyse Schwimmende Objekte
- Kanalströmung und Vergleich mit Gitterverfahren
- Freie Oberflache Strömungen
- Filmströmungen
- Oberflächenspannung und Kontaktwinkel
Voraussetzungen (V) & Empfehlungen (E):
- V: Strömungslehre
- E: Grundwissen in LINUX
- E: Vorlesung zur numerische Strömungsmechanik
- E: Vorlesung "Numerische Simulation reagierender Zweiphasenströmungen"