Είδος Μαθήματος: Επιλογής Υποχρεωτικό
Το μάθημα στοχεύει στην εξοικείωση των φοιτητών σε ένα ευρέως αναπτυσσόμενο πεδίο όπως είναι η Υπολογιστική Ρευστομηχανική και στην ανάπτυξη δεξιοτήτων που θα τους οδηγήσει στην ικανότητα σχεδιασμού, εκτέλεσης και ελέγχου αριθμητικών προσομοιώσεων με χρήση Η/Υ, προβλημάτων στην επιστημονική περιοχή της Μηχανικής Ρευστών.
Το μάθημα στοχεύει στην εξοικείωση των φοιτητών σε ένα ευρέως αναπτυσσόμενο πεδίο όπως είναι η Υπολογιστική Ρευστομηχανική και στην ανάπτυξη δεξιοτήτων που θα τους οδηγήσει στην ικανότητα σχεδιασμού, εκτέλεσης και ελέγχου αριθμητικών προσομοιώσεων με χρήση Η/Υ, προβλημάτων στην επιστημονική περιοχή της Μηχανικής Ρευστών.
Με την ολοκλήρωση των διαλέξεων οι φοιτητές θα πρέπει να:
-
- έχουν άριστη γνώση των διαφόρων τύπων εξισώσεων (ελλειπτικές, παραβολικές, υπερβολικές) καθώς και τα χαρακτηριστικά της κάθε εξίσωσης όπως αυτά καθορίζονται από τον τύπο της
-
- γνωρίζουν τις βασικές αρχές που διέπουν τις μεθόδους των πεπερασμένων όγκων / στοιχείων
-
- γνωρίζουν την κατασκευή υπολογιστικού πλέγματος (δομημένου και μη-δομημένου) καθώς και μεθόδους για τον έλεγχο της ποιότητας αυτών
-
- είναι εξοικειωμένοι με αλγόριθμους τύπου SIMPLE και PISO
-
- είναι σε θέση να απεικονίζουν τις ροϊκές γραμμές και τις ισοϋψείς πίεσης ενός μη μόνιμου πεδίου ροής
-
- έχουν κατανοήσει πλήρως την έννοια του μετασχηματισμού συντεταγμένων και να είναι σε θέση να επιβάλλουν τις κατάλληλες οριακές συνθήκες
-
- έχουν κατανοήσει τις βασικές αρχές για την περιγραφή αριθμητικών μεθόδων (ακρίβεια, ευστάθεια, σύγκλιση)
-
- είναι σε θέση να παρουσιάσουν τα αποτελέσματα τους με τρόπο ευπαρουσίαστο και επιστημονικά ακριβή με χρήση κατάλληλων σχεδιαστικών πακέτων
-
- αποκτήσουν σχετική ευχέρεια με μερικά από τα περισσότερο διαδεδομένα υπολογιστικά πακέτα (ANSYS CFD, PHOENICS, FLUENT)
-
- έχουν κατανοήσει τις έννοιες του σφάλματος και της αβεβαιότητας στη μοντελοποίηση με χρήση αριθμητικών μεθόδων
Το μάθημα περιγράφεται από τις κάτωθι βασικές έννοιες:
-
- Στρωτή και τυρβώδης ροή
-
- Ευστάθεια, Ακρίβεια, Σύγκλιση
-
- Μέθοδοι πεπερασμένων όγκων / στοιχείων
-
- SIMPLE
-
- PISO
-
- Πλέγματα
-
- Μέθοδος Crank-Nicolson
-
- Computational Fluid Dynamics (CFD).
Ασκήσεις πράξης συνοδεύουν την θεωρία καθ’ όλη τη διάρκεια του εξαμήνου με σκοπό την πληρέστερη κατανόηση της ύλης.
Απαιτούμενες γνώσεις: Μαθηματικά Ι, Μαθηματικά ΙΙ, Μηχανική Ρευστών Ι, Μηχανική Ρευστών ΙΙ, Υδροδυναμικές Μηχανές, Θερμοδυναμική.