Hydrodynamische Simulation
Beschreibung der Lehrveranstaltung
Die Studierenden sollen ein grundlegendes Verständnis für die Einsatzgebiete, Durchführung und Auswertung numerischer Strömungssimulationen erlangen. Die Lehrveranstaltung ist so aufgebaut, dass alle Schritte einer numerischen Strömungssimulation im Detail behandelt werden und die Studierenden die Grundzüge und sowie Genauigkeiten des Verfahrens kennenlernen. Anhand einer Hausübung können die Studierenden eigene Erfahrungen mit der Durchführung einer numerischen Strömungssimulation erlangen und den Modellierungsprozess anhand realer wasserbaulicher Ingenieurfragestellungen kennenlernen.
Inhalt
- Grundlagen partieller Differentialgleichungen
- Turbulenzabbildung
- Räumliche und zeitliche Diskretisierungsverfahren
- Gleichungslöser algebraischer Gleichungssysteme
- Qualitäts- und Fehlerkontrolle
- Postprocessing - Visualisierung und statische Auswertung
- praktische Übung mit kommerzieller numerischer Simulationssoftware
Lernziele
Die Studierenden sollen fortgeschrittene Kenntnisse numerischer Verfahren zur Lösung der Strömungs- und Transportprozesse in Gerinnen und im Grundwasser erlangen. Wesentlicher Aspekt ist die Schaffung des Verständnisses in Bezug auf den Modellierungsprozess anhand realer Ingenieurprojekte aus der Wasserwirtschaft, so dass die Studierenden zur eigenständigen Anwendung numerischer Methoden mit Abbildung komplexer Domänen ermutigt werden. Die Studierenden sollen neben dem Ablauf des Verfahrens auch deren Einsatzmöglichkeiten und Einschränkungen kennenlernen und lernen, ihre Ergebnisse erkenntnisbringend, belastbar und kritisch darzustellen. Dabei werden die Problemlösungskompetenzen gezielt gefördert und so den Studierenden auch die Möglichkeit zur Überprüfung der Selbsteinschätzung gegeben.