Sök i programutbudet

Använd sökfunktionen för att leta efter kurser och program i Chalmers utbildningsutbud. Den programplan och utbildningsplan som avser dina studier är i allmänhet från det läsår du började dina studier.

​​​​​​​​​​​​​

Kursplan för

Läsår
MTF073 - Beräkningsmetoder inom strömningsmekanik (CFD)
Computational fluid dynamics (CFD)
 
Kursplanen fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande)
Ägare: MPAME
7,5 Högskolepoäng
Betygskala: TH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd
Utbildningsnivå: Avancerad nivå
Huvudområde: Maskinteknik
Institution: 30 - MEKANIK OCH MARITIMA VETENSKAPER


Kurstillfälle 1


Undervisningsspråk: Engelska
Anmälningskod/tillfälleskod: 03118
Sökbar för utbytesstudenter: Ja
Blockschema: D

Modul   Poängfördelning   Tentamensdatum
Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 Sommarkurs Ej Lp
0120 Inlämningsuppgift, del A 1,5 hp Betygskala: UG   1,5 hp    
0220 Inlämningsuppgift, del B 1,5 hp Betygskala: UG   1,5 hp    
0320 Inlämningsuppgift, del C 1,5 hp Betygskala: UG   1,5 hp    
0420 Tentamen 3,0 hp Betygskala: TH   3,0 hp   14 Jan 2022 fm J,  13 Apr 2022 em J,  15 Aug 2022 em J

I program

MPMOB MOBILITETSTEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (valbar)
MPCAS KOMPLEXA ADAPTIVA SYSTEM, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
MPCAS KOMPLEXA ADAPTIVA SYSTEM, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (obligatoriskt valbar)
MPAME TILLÄMPAD MEKANIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (obligatoriskt valbar)
MPAME TILLÄMPAD MEKANIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
MPNAV MARIN TEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
MPENM MATEMATIK OCH BERÄKNINGSVETENSKAP, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (obligatoriskt valbar)
MPSES HÅLLBARA ENERGISYSTEM, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)

Examinator:

Håkan Nilsson

  Gå till kurshemsida


Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Någon av nedan nämna kurser:
MTF052/MTF053 - Strömningsmekanik
TME055 - Strömningsmekanik
TKAA060 - Transportprocesser

Syfte

Att utveckla en grundläggande kunskap om finitvolymsmetoden för numerisk beräkning av strömningsproblem (CFD: Computational Fluid Dynamics)

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

- 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.

Innehåll

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.

Organisation

Kursen är baserad på föreläsningar och tre datorövningar som ska presenteras både skriftligen i en kort rapport och muntligen. Obligatoriskt deltagande enbart på muntliga presentationer.

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.

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen (resultat används för betyg U/3/4/5: 40%: betyg 3, 60%: betyg 4, 80%: betyg 5). Skriftliga och muntliga redovisningar av datoruppgifter måste vara godkända.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.


Sidansvarig Publicerad: on 24 jan 2018.