Stabilized Finite Element Methods for Computational Fluid Dynamics
Allgemeine Information zur Veranstaltung

Veranstaltung

TUCaN-Modulnummer: 13-E1-M018
Veranstaltungsturnus: Jedes Sommersemester
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Dominik Schillinger
Sprache: Englisch

Alle Informationen zur Vorlesung und den Übungen eines aktuellen Semesters entnehmen Sie bitte den entsprechenden Kursen in moodle und TUCaN.

TUCaN-Kursnummer der Vorlesung und Übung: 13-E1-0018-vu

Inhalt

Da die Vorlesung auf Englisch ist, ist das Inhaltsverzeichnis nur auf dieser Sprache vorhanden.

  • Part I: Fundamentals, mathematical background and problem statements
    • Prototypical fluid mechanics equations: the advection(-diffusion), Burgers, Stokes and Navier-Stokes equations
    • Relevant components of functional analysis theory
    • Analysis of the model equations with emphasis on the challenges of finite element formulations
  • Part II: Solution strategies
    • Stabilized methods; Galerkin least-squares (GLS), artificial diffusion, streamline-upwind Petrov-Galerkin (SUPG)
    • Suitable interpolation pairs in mixed methods (e.g. Taylor-Hood)
    • Discontinuous Galerkin methods
  • Part III: Multiscale modeling
    • A short introduction to the physics of turbulence
    • Classical turbulence models: Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) and large eddy simulation (LES)
    • The variational multiscale method

Qualifikationsziele

Da die Vorlesung auf Englisch ist, sind die Qualifikationsziele nur auf dieser Sprache vorhanden.

  • Understanding of potential benefits of using the finite element method for flow problems, advanced aspects of finite element theory and challenges that arise when the finite element method is applied to flow problems
  • Knowledge of stabilized methods, discontinuous Galerkin formulations and suitable velocity/pressure interpolation pairs
  • Basic understanding of turbulence modeling and the variational multiscale method, including some open research questions in this area
  • Understanding of the advantages and disadvantages of the finite element method in this context with respect to finite volume methods

Voraussetzungen

Grundlagen der Finite-Elemente-Methode (13-E1-M001) ist empfehlenswert.

Hinweise

Prüfung

Die Prüfung findet in mündlicher Form statt.

Zeit und Ort der individuellen Prüfungen werden zu gegebener Zeit in bekannt gegeben.

Bringen Sie zur Prüfung bitte einen aktuellen Studierenden- und einen weiteren gültigen Lichtbildausweis mit.

Beachten Sie auch die allgemeinen Hinweise zu Prüfungen .