Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) in der numerischen Strömungsmechanik

  • type: Praktikum (P)
  • chair: KIT-Fakultäten - KIT-Fakultät für Maschinenbau - Institut für Thermische Strömungsmaschinen
    KIT-Fakultäten - KIT-Fakultät für Maschinenbau
  • semester: WS 21/22
  • lecturer: Dr.-Ing. Rainer Koch
  • sws: 3
  • lv-no.: 2169452
  • information: Präsenz
Inhalt

In diesem Praktikum lernen die Studierenden die Anwendung der SPH-Methode zur numerischen Berechnung von EIn- und Zweiphasenströmungen kenne. Dazu werden der Open-Source-Code Dual Physics und der kommerzielle Code PreonLab eingesetzt. Behandelt werden mit DualPhysics typische gnerische Probleme von Zweiphasenströmungen wie Dammbruch, schwimmender Ball und das Auftreffen eines Flüssigkeitstrahls. Mit PreonLab werden typische Ein- und Zweiphasenströmungen aus Ingenieuranwendungen wie z.B. die Wasserdurchfahrt eines PkWs betrachtet.

Die Studierenden lernen den Ablauf von SPH Berechnungen, wie Umsetzen der Geometrie (in PreonLab anhand von CAD Daten) und das Setzen von Rand- und Anfangsbedingungen kennen. Betrachtet wird auch der Einfluss der räumlichen Auflösung und der zeitlichen Diskretisierung. Darüber hinaus werden die Auswertung der Berechnungen und das Post-Processing behandelt.

VortragsspracheDeutsch
Organisatorisches

MSc.-Studierende der Fakuläten Maschinenbau, Chemieingenieurwesen, Bauingenieurwesen und Physik

Doktoranden der Fakultäten Maschinenbau, Chemieinengieurwesen, Bauingenieurwesen und Physik

MSc.-Studierende werden priorisiert.

Vorkenntnisse: Numerische Strömungsmechanik, SPH-Methode, LINUX

Die Veranstaltung ist ein Blockpraktikum. Dauer: 5 Tage (Mo-Fr) - je 8 Std.

Veranstaltungsort: Seminarraum I des Geb. 30.60 (neben der Mensa), 2. OG

Zeitraum: Ende Februar bis Anfang März - jährlich. Siehe Internetseite des Instituts.

Anmeldung

Learning Objectives:

Students will be able to:

  • Create simulation examples using FreeCAD
  • Use DualSPHysics with GUI and via scripts
  • use PreonLab
  • Identify and evaluate possibilities and limitations of SPH
  • Simulate standard flow problems and flows with free surfaces

Course Content:

  • Introduction to Linux and to SPH
  • Geometry creation via FreeCAD
  • Simulation and analysis of floating objects
  • Channel flow and comparison with grid methods
  • Free surface flows
  • Film flows
  • Surface tension and contact angle

Prerequisites (V) & Recommendations (E):

  • V: Fluid Mechanics
  • E: Basic knowledge in LINUX
  • E: Lecture on computational fluid dynamics
  • E: Lecture "Numerical simulation of reacting two-phase flows