ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ (EEΕ426)

Tο Μάθημα της Υπολογιστικής Ρευστομηχανικής χωρίζεται σε δύο μέρη, στη Θεωρία και στο Εγαστήριο.

Στη Θεωρία αποδίδονται έννοιες οι οποίες θα διασαφηνιστούν αργότερα μέσω του Εργαστηρίου σε ομαδικά projects.

ΘΕΩΡΙΑ

1. Εισαγωγή στη μεθοδολογία των Πεπερασμένων Διαφορών (Finite Differences Method - FDM) για την αριθμητική επίλυση πεδίων ροής.

2. Βασικές έννοιες των πεπερασμένων διαφορών (Σφάλματα αποκοπής και συσσώρευσης, Συνέπεια, Ευστάθεια, Σύγκλιση).

3. Ρητά και πεπλεγμένα σχήματα διακριτοποίησης (Μονοδιάστατη, γραμμική εξίσωση μεταγωγής-διάχυσης: ρητά σχήματα πεπερασμένων διαφορών, κριτήρια ευστάθειας. Μονοδιάστατη, μη-γραμμική εξίσωση μεταγωγής-διάχυσης: ρητά και άρρητα σχήματα πεπερασμένων διαφορών, κριτήρια ευστάθειας, συνοριακές συνθήκες. Δισδιάστατη ή τρισδιάστατη εξίσωση μεταγωγής-διάχυσης: ρητά και άρρητα σχήματα πεπερασμένων διαφορών. Εξισώσεις Navier-Stokes: μέθοδοι πεπερασμένων διαφορών).

4. Γένεση υπολογιστικού πλέγματος και μετασχηματισμός συντεταγμένων. 5. Επιβολή οριακών συνθηκών.

6. Μοντελοποίηση ροής μέσω προσεγγίσεων διαφορετικής ακρίβειας. (δυναμική ροή, ατριβής ροή, συνεκτική ροή). Μοντελοποίηση της τυρβώδους ροής.

7. Εφαρμογές στη Μεταφορά θερμότητας και στη Μαγνητορευστομηχανική.

8. Άλλες επικρατούσες υπολογιστικές μεθόδοι (Πεπερασμένα Στοιχεία, Οριακά Στοιχεία, Φασματικές Μέθοδοι, Πεπερασμένοι Όγκοι, Meshless methods).

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ: Ασκήσεις και μελέτες περιπτώσεων

1] Αριθμητική επίλυση εξίσωσης Laplace (δυναμική ροή).

2] Αριθμητική επίλυση Χρονομεταβαλλόμενης Μεταφοράς Ορμής πάνω από Πλάκα που Ταλαντώνεται στο Επίπεδό της

3]Αριθμητική επίλυση Μεταφοράς Θερμότητας με Διάχυση και Συναγωγή.

4]Ανάπτυξη Συνοριακού Στρώματος πάνω από Επίπεδη Πλάκα και Κύλινδρο.

5] Ροή με Ανακυκλοφορία μέσα σε Κοιλότητα

6]Αριθμητική επίλυση ψευδομονοδιάστατης συμπιεστής ροής (υποηχητικής-διηχητικής).

Χρήση Υπολογιστικών Πακέτων για την Επίλυση Προβλημάτων Ροής &Μεταφοράς Θερμότητας/Μάζας (ANSYS CFD, FLUENT, PHOENIX. κ.λπ.)