Kurs bilgisi

Turbulente Austauschmechanismen basieren auf Wechselwirkungen der zeitlichen und räumlichen Schwankungen von Druck, Dichte und Geschwindigkeit, welche sich über ein großes Spektrum unterschiedlicher Skalen erstrecken. Eine detaillierte Vorhersage der äußerst komplexen Transportprozesse verlangt die Auflösung sämtlicher Skalen durch die Diskretisierung des Simulationsverfahrens. Da dies für praxisnahe Anwendungen aufgrund endlicher Computerressourcen oft nicht möglich ist, gibt es verschiedene Simulationsverfahren, welche Modellannahmen zur Erfassung der nicht von der Diskretisierung aufgelösten Schwankungen verwenden. Die Qualität und Effizienz der numerischen Strömungsvorhersage mit diesen Verfahren hängt entscheidend vom problemangepassten Einsatz der einzelnen Verfahren ab. Schwerpunkt der Vorlesung ist aus diesem Grund die Vermittlung der mathematischen Grundlagen, Vorraussetzungen und Eigenschaften von Simulationsverfahren, gestaffelt nach Modellierungsgrad und Ressourceneinsatz. Darüber hinaus werden die wichtigsten Modelle klassifiziert sowie bezüglich ihrer Bedeutung und Anwendbarkeit physikalisch untersucht, wobei die hierzu notwendigen Grundkenntnisse turbulenter Strömungen erläutert werden. Im Weiteren setzt sich die Veranstaltung mit praxisrelevanten Aspekten der Strömungssimulation (Randbedingungen, Gittergenerierung, Beurteilungskriterien der Ergebnisse, etc.) auseinander. Das Verständnis für Brauchbarkeit und Praxisrelevanz einzelner Verfahren und Modelle wird untermauert durch deren beispielhafte Implementierung und detaillierte Untersuchung an einfachen, aber aussagekräftigen Strömungskonfigurationen.