Είσοδος

Υπολογιστική Ρευστοδυναμική

Γενικά στοιχεία

 

 
Ύλη

Εισαγωγή: Πρακτική σημασία και εφαρμογές των μοντέλων υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (Computational Fluid Dynamics). Χαρακτηριστικά και δυνατότητες κωδίκων CFD.

Βασική θεωρία υπολογιστικής ρευστοδυναμικής: Βασικές εξισώσεις ροής και μεταφοράς- διάχυσης: από την τρισδιάσταση (3D) στη 1D μορφή τους. Επίλυση της 1D εξίσωσης μεταφοράς-διάχυσης με τη μέθοδο των διαφορικών όγκων. Σχήματα διακριτοποίησης (ανάντη διαφορών, κεντρικών διαφορών και LAX). Ρητή και πεπλεγμένη επίλυση.

Ο ανοικτός κώδικας CFD OPENFOAM: Χαρακτηριστικά και δυνατότητες του OPENFOAM. Εισαγωγή και εγκατάσταση. Συνοπτική παρουσίαση των εφαρμογών και της παραμετρικής διερεύνησής τους.

Ροή γύρω από κατασκευές και άλλα εμπόδια: Ροή πίσω από εμπόδιο (backward facing step). Μοντέλα τύρβης. Ροή στην περιοχή βυθισμένου κυλίνδρου. Αστάθειες ροής. Ροή στην περιοχή στέγης ή συστάδας φωτοβολταικών πλαισίων. Υπολογισμός πιέσεων. Παρουσίαση πραγματικών περιπτώσεων ροής γύρω από κατασκευές.

Μη-μόνιμη ροή σε σωλήνες, υδραυλικό πλήγμα: Υπολογισμός υπερπίεσης στην αντλία υδραυλικού εμβόλου (hydraulic ram) με τη μέθοδο των χαρακτηριστικών. Σύγκριση των υπολογισμών με μετρήσεις που πραγματοποιούνται σε πειραματική διάταξη του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Υδραυλικής.

Ροή αέρα μέσα σε κτίρια: Ροή αέρα σε μικρό γραφείο. Συνθήκες άνεσης. Επίδρασης θέσεων εισόδου και εξόδου συστήματος HVAC στο πεδίο ροής και θερμοκρασίας. Παρουσίαση πραγματικών περιπτώσεων ροής σε εσωτερικούς χώρους. Διερεύνηση συνθηκών άνεσης και παραστατικού πυρκαγιάς στις εγκαταστάσεις των ΟΑ2004 στην Αθήνα.

Διδάσκοντες

Από τη Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

Αναστάσιος Στάμου, Καθηγητής (Συντονιστής). Τηλ. 2107722809.

Ηλίας Παπακωνσταντής, Λέκτορας. Τηλ. 2107722876.

Μ. Φραγκιαδάκης, Επικ. Καθηγητής. Τηλ. 2107721185

Από τη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Κ. Γιαννάκογλου, Καθηγητής. Τηλ. 2107721636

Τρόπος διδασκαλίας

Για την επίτευξη των στόχων του μαθήματος πραγματοποιείται διδασκαλία του μαθήματος με (1) διαλέξεις (με τη χρήση διαφανειών, slides και του πίνακα), (2) αριθμητικά παραδείγματα στον πίνακα και (3) υπολογιστικές ασκήσεις κατά τη διάρκεια του μαθήματος. Επίσης, δίνονται 3-4 θέματα για επίλυση στο σπίτι, τα οποία οι φοιτητές επεξεργάζονται μόνοι τους ή σε ομάδες 2-4 ατόμων και τα παραδίδουν με τη  μορφή Τεχνικής Έκθεσης μέχρι την οριζόμενη ημερομηνία. Η εκπόνηση των θεμάτων ξεκινά στην τάξη και συνεχίζεται στο σπίτι, αν δεν ολοκληρωθεί στο ΕΜΠ. Για το λόγο αυτό οι φοιτητές έχουν μαζί τους προσωπικούς τους ΗΥ ή εναλλακτικά το μάθημα γίνεται σε αίθουσα εξοπλισμένη με ΗΥ. Τα θέματα διορθώνονται, βαθμολογούνται και επιστρέφονται στους φοιτητές, οι οποίοι μπορεί να τα έχουν μαζί τους κατά τη διάρκεια της εξέτασης.    

Βιβλία και σημειώσεις

Διδακτικά συγγράμματα από τον Εύδοξο, σημειώσεις και παρουσιάσεις  θεωρίας-ασκήσεων. Έκτος από τα βιβλία, δίνονται στους φοιτητές σημειώσεις των διδασκόντων που καλύπτουν πλήρως την ύλη του μαθήματος. Κάποιες από αυτές είναι  γραμμένες στη αγγλική, καθόσον χρησιμοποιούνται και σε μαθήματα του Master του Πολυτεχνείου του Μονάχου (TUM).


 
Συγχρηματοδότηση
από την Ε.Ε.