Beregningsassistert fluiddynamikk (CFD) (MSK600)

Dette emnet gir en innføring i numerisk fluiddynamikk, et verktøy for å løse komplekse fluiddynamiske problemer ved hjelp av numeriske metoder.


Dette er emnebeskrivelsen for studieåret 2024-2025

Fakta

Emnekode

MSK600

Versjon

1

Vekting (stp)

5

Semester undervisningsstart

Vår

Antall semestre

1

Vurderingssemester

Vår

Undervisningsspråk

Engelsk

Tilbys av
Timeplan

Vis timeplan

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 numeriske metoder. Andre del av emnet introduserer bruk av CFD-verktøyet OpenFOAM for løsning av praktiske problemer. Kurset avsluttes med et gruppeprosjekt der dere selv velger et problem å simulere i OpenFOAM.

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

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 beregninger i CFD-verktøyet OpenFOAM; lage beregningsgrid, velge initial- og grensebetingelser, diskretiseringsskjema og løsningsmetoder og visualisere resultater
  • sammenligne beregninger mot analytiske og eksperimentelle data

Generell kompetanse

Studentene skal kunne

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

Forkunnskapskrav

Ingen

Anbefalte forkunnskaper

DAT120 Grunnleggende programmering, MSK560 Fluiddynamikk

Eksamen / vurdering

Skriftlig eksamen og rapport

Vurderingsform Vekting Varighet Karakter Hjelpemiddel
Rapport 1/2 2 Måneder Bokstavkarakterer Alle
Skriftlig eksamen 1/2 3 Timer Bokstavkarakterer Ingen hjelpemidler tillatt

Skriftlig eksamen utføres digitalt. Rapporten gjennomføres i grupper. Det tilbys ikke kontinuasjonsmuligheter på rapporten. Studenter som ikke består rapporten, kan ta denne delen på nytt neste gang emnet har ordinær undervisning

Fagperson(er)

Emneansvarlig:

Knut Erik Teigen Giljarhus

Instituttleder:

Mona Wetrhus Minde

Arbeidsformer

4 timer forelesning/øving pr. uke i starten på semesteret (de første 6-8 uker) og 1-2 timer prosjektveiledning i resten av semesteret. Obligatorisk prosjektarbeid skal utføres i grupper på 2-3 studenter.

Overlapping

Emne Reduksjon (SP)
Varmetransport og CFD (MOM430_1) 5
Beregningsassistert fluiddynamikk (CFD) (MSK610_1) 5

Åpent for

Enkeltemner ved Det teknisk-naturvitenskaplige fakultet
Miljøteknologi - master i teknologi/siv.ing. Konstruksjons- og maskinteknikk - master i teknologi/siv.ing. Marin- og offshoreteknologi - master i teknologi/siv.ing.
Utveksling ved Det teknisk- naturvitenskapelige fakultet

Emneevaluering

Det skal være en tidligdialog mellom emneansvarlig, studenttillitsvalgt og studentene. Formålet er tilbakemelding fra studentene for endringer og justering i emnet inneværende semester.I tillegg skal det gjennomføres en digital emneevaluering minimum hvert tredje år. Den har som formål å innhente studentenes erfaringer med emnet.

Litteratur

Søk etter pensumlitteratur i Leganto