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Finite Elements in Fluid Mechanics

Module MW0644

This Module is offered by Chair of Computational Mechanics (Prof. Wall).

This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.

Module version of WS 2011/2 (current)

There are historic module descriptions of this module. A module description is valid until replaced by a newer one.

available module versions
WS 2011/2SS 2011

Basic Information

MW0644 is a semester module in German language at Bachelor’s level and Master’s level which is offered in summer semester.

This Module is included in the following catalogues within the study programs in physics.

  • Catalogue of non-physics elective courses
Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

Ziel dieser Veranstaltung ist die Vermittlung der Grundlagen für die Entwicklung von Finite-Element-Methoden für die Simulation von stationären und zeitabhängigen Konvektions-Diffusions-Vorgängen und inkompressiblen Strömungen. Nach einer kurzen Darstellung der Grundlagen sowohl bezüglich der Fluidmechanik als auch der Finite-Element-Methode werden hierbei fundamentale Probleme und Techniken zu deren Lösung zunächst an der einfacheren Problemstellung der Konvektions-Diffusions-Gleichung erläutert, bevor anschließend zum komplexeren System der Navier-Stokes-Gleichungen übergegangen wird. Die Vorlesung gliedert sich dementsprechend in die folgenden vier Kapitel: (1) Grundlagen, (2) Stationäre Konvektions-Diffusions-Gleichung, (3) Instationäre Konvektions-Diffusions-Gleichung, (4) Inkompressible Navier-Stokes-Gleichungen

Learning Outcome

Nach der erfolgreichen Teilnahme am Modul Finite Elemente in der Fluidmechanik sind die Studierenden mit der Anwendung von Finite-Element-Methoden für Problemstellungen der Fluidmechanik vertraut. Sie kennen die speziellen Herausforderungen, die durch die mathematisch-physikalischen Aspekte solcher fluidmechanischer Problemstellungen hervorgerufen werden, und insbesondere die Möglichkeiten zur Entwicklung entsprechender Methoden.

Preconditions

Kenntnisse aus den Modulen Finite Elemente und Fluidmechanik sind hilfreich für dieses Modul; es werden jedoch am Anfang der Vorlesung die wichtigsten Grundlagen aus diesen beiden Modulen für dieses Modul dargestellt.

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

Learning and Teaching Methods

Die Vorlesung findet als Vortrag statt. Wichtige Inhalte der Vorlesung werden am Tablet-PC angeschrieben, die die Studierenden in ihr Lückenskript übertragen können. In den Übungen werden Beispielaufgaben vorgerechnet und es werden weitere (Haus)übungsaufgaben gegeben, deren Bearbeitung freiwillig ist. Darüber hinaus werden Rechnerübungen angeboten. Fragen zu Vorlesung und Übung können, neben weiteren allgemeinen Fragen, sowohl dem Dozenten als auch der/dem Übungsleiter(in) gestellt werden.

Media

Vortrag, Präsentation mit Tablet-PC, Lückenskript in Vorlesung, Lernmaterialien auf Lernplattform, Rechnerübung (je nach Teilnehmerzahl entweder im Lehrstuhl-eigenen Red Pool oder mit Studenten-eigenen Notebooks im Hörsaal)

Literature

Lückenskript zur Vorlesung, Liste mit weiteren Literaturhinweisen im Skript

Module Exam

Description of exams and course work

In der schriftlichen Prüfung (90 min) am Ende des Semesters werden die Lernergebnisse in den verschiedenen Themengebieten des Moduls abgeprüft.
Erster Teil der Prüfung: 30 Minuten, keine Hilfsmittel zugelassen.
Zweiter Teil der Prüfung: 60 Minuten, Hilfsmittel: Zur Prüfung zugelassen sind Vorlesungsunterlagen in ausgedruckter, selbst geschriebener oder zusammengefasster Form sowie ein nicht-programmierbarer Taschenrechner. Nicht zugelassen sind jegliche Übungsmaterialien und -unterlagen.

Exam Repetition

There is a possibility to take the exam in the following semester.

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