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| Detailinformationen |
| Quellcurriculum |
Masterstudium Mechatronik 2023W |
| Ziele |
Die Studierenden verfügen über fundiertes Verständnis der Grundlagen der Mechanik granularer Systeme sowohl ohne als auch mit umgebender Gas- oder Flüssigkeitsströmung. Sie kennen verschiedene Modelle für solche Systeme und wissen, welches unter gegebenen Bedingungen idealerweise verwendet wird. Das betrifft insbesondere
- mikroskopische,
- mesoskopische und
- makroskopische
Modellierung.
Die Studierenden sind außerdem vertraut mit diversen numerischen Methoden um die bekannten Modelle für Computersimulationen zu nutzen. Sie kennen deren algorithmische Grundeigenschaften wie
- Stabilität,
- Genauigkeit und
- Effizienz
sowie die entscheidenden Aspekte bei der Implementierung dieser Techniken.
Das Niveau der mathematischen Behandlung entspricht etwa jenem der Lehrbücher (i) Rao, Nott: An Introduction to Granular Flow. Cambridge University Press, 2008, (ii) Ferzinger, Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer, 2002 und (iii) Pöschel, Schwager: Computational Granular Dynamics. Springer, 2005.
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| Lehrinhalte |
Einführung in die physikalischen Konzepte partikelbeladener Strömungen:
- Navier-Stokes Gleichungen für die kontinuierliche Phase
- Newtons Bewegungsgleichungen für makroskopische Partikel und deren Wechselwirkung untereinander
- Kombinierte Beschreibung von Fluid-Partikel-Systemen auf unterschiedlichen Skalen
Verschiedene Modelle und Algorithmen zur Simulation granularer Systeme und partikelbeladener Strömungen:
- Diskrete Elemente Methode (DEM), z.B. mit velocity-Verlet-Verfahren
- Computational Fluid Dynamik mit diskreten Elementen (CFD-DEM), z.B. mit PISO Algorithmus
- Zwei-Fluid Modell (two-fluid model, TFM)
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| Beurteilungskriterien |
Schriftliche oder mündliche Prüfung; Übungsaufgaben
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| Lehrmethoden |
Vortrag, LV Skriptum
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| Abhaltungssprache |
Englisch |
| Literatur |
Rao, Nott: An Introduction to Granular Flow. Cambridge University Press, 2008
Johnson: Contact Mechanics. Cambridge University Press, 1985
Ferzinger, Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer, 2002
Pöschel, Schwager: Computational Granular Dynamics. Springer, 2005
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| Lehrinhalte wechselnd? |
Nein |
| Frühere Varianten |
Decken ebenfalls die Anforderungen des Curriculums ab (von - bis)
481WTMKEPSK13: KV Einführung in die Partikelsimulation (2013W-2022S)
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