Stabilized Finite Element Methods for Computational Fluid Dynamics (FEM III)

Details

Titel der Veranstaltung Stabilized Finite Element Methods for Computational Fluid Dynamics (FEM III)
Modulnummer 13-E1-M018
TUCaN Kursnummer 13-E1-0018-vu (Vorlesung und Übung)
Dozent:in Prof. Dr.-Ing. Dominik Schillinger
Sprache Englisch
Turnus Winter
Credit Points 6
Prüfung Mündliche Prüfung, Hausübungen

Inhalte

Grundlagen, mathematischer Hintergrund und Problemstellungen

  • Prototypische Gleichungen der Strömungsmechanik: die Advektions(-Diffusions)-, Burgers-, Stokes- und Navier-Stokes-Gleichungen
  • Relevante Bestandteile der Funktionalanalysis
  • Analyse der Modellgleichungen mit Schwerpunkt auf den Herausforderungen der Finite-Elemente-Formulierungen

Lösungsstrategien

  • Stabilisierte Methoden: Galerkin Least-Squares (GLS), künstliche Diffusion, Streamline-Upwind Petrov-Galerkin (SUPG)
  • Geeignete Interpolationspaare in gemischten Methoden (z. B. Taylor-Hood)
  • Discontinuous Galerkin-Methoden

Multiskalenmodellierung

  • Eine kurze Einführung in die Physik der Turbulenz
  • Klassische Turbulenzmodelle: Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) und Large Eddy Simulation (LES)
  • Die Variational-Multiscale-Methode

Hinweise

Gruppenübung

Die Übung ist in die Vorlesung integriert. Die einzelnen Termine werden auf den Vorlesungsstoff abgestimmt individuell abgehalten und möglichst frühzeitig bekannt gegeben.