2 29 Numerische Strömungsmechanik und Strömungssysteme Frühjahr 2015

Das Verhalten von Flüssigkeiten zu verstehen, ist für die Luft- und Raumfahrt, die Automobil- und Umwelttechnik unerlässlich, aber die Lösung dieser komplexen Gleichungen erfordert leistungsstarke numerische Techniken. Dieser schriftliche Leitfaden führt Sie in die mathematischen Grundprinzipien und Berechnungsalgorithmen ein, die zur Simulation von Fluidströmungen verwendet werden. Sie werden von der Grundkalkulation zum Verständnis und zur Implementierung numerischer Löser übergehen. Durch das Lesen strukturierter Erklärungen und Codebeispiele lernen Sie, Gleichungen zu diskretisieren, Stabilität zu analysieren und reale Strömungsdynamik zu modellieren. Was Sie lernen werden: - Verstehen Sie grundlegende Gleichungen der Strömungsdynamik, einschließlich der Navier-Stokes-Gleichungen und der Grenzschichttheorie. - Anwenden von Finite-Differenz- und Finite Volumen-Methoden zur Diskretisierung partieller Differentialgleichungen. - Analysieren Sie numerische Fehler, Stabilität und Konvergenz mit Fourier-Zerlegung. - Implementieren Sie Zeitmarschmethoden und Solver-Algorithmen in MATLAB und modernem Python. - Erkunden Sie fortgeschrittene Techniken wie Spektralmethoden und Finite-Elemente-Näherungen. - Konfigurieren Sie die Gitternetzgenerierung und die Randbedingungen für komplexe geometrische Simulationen. Der Kurs beginnt mit grundlegenden mathematischen Definitionen und Fehleranalyse, bevor Sie durch lineare Systeme, räumliche Diskretisierungsschemata und moderne Solverimplementierungen geführt werden. Dieses textbasierte Programm ist für Ingenieurstudenten, Forscher und Softwareentwickler gedacht, die neu in der numerischen Strömungsmechanik sind und nur Grundlagen der Physik und linearen Algebra benötigen. Beginnen Sie noch heute mit dem Lesen, um Ihre Fähigkeiten im Bereich Computational Engineering von Grund auf aufzubauen.