16-64-3264-vl High-Accuracy Methods for Computational Fluid Dynamics

Veranstaltungsdetails

Lehrende: Dr.-Ing. Florian Peter Kummer

Veranstaltungsart: Vorlesung

Orga-Einheit: FB16 Maschinenbau

Anzeige im Stundenplan: High-Acc Methods

Fach:

Anrechenbar für:

Semesterwochenstunden: 3

Unterrichtssprache: Englisch

Min. | Max. Teilnehmerzahl: - | -

Digitale Lehre:
Die Veranstaltung wird im SoSe 2022 als hybride Lehre abgehalten. D.h., es ist - im Rahmen der geltenden Corona-Bestimmunen - möglich, der Vorlesung im Hörsaal L1|01 K328 live beizuwohnen. Zusätzlich wird die Teilnahme über Zoom möglich sein und es werden Videoaufzeichnungen veröffentlicht.
Am Dienstag, 12. Apr. 2022 um 12:30 erfolgt eine Vorbesprechung über ausschließlich über Zoom. Der Link hierfür wird über Moodle bekannt gegeben.

Die erste Vorlesung findet am Dienstag, 19. Apr. 2021 um 12:30 statt. Weitere Informationen folgen über Moodle.
Folgende Lehrmaterialien bzw. Leistungen werden angeboten:


  • Skript (Englisch),
  • Vorlesungsmitschnitt/Video der vergangenen Jahre (Englisch)
  • Vorlesungsmitschnitt/Video des aktuellen Semesters
  • Sprechstunden (online)

Lehrinhalte:


  • Was sind hochgenaue Methoden?

    • Diskontinuierliche Galerkin-Methoden: Approximation mit Polynomen 
    • Skalare Erhaltungsgleichungen, schwache Form 
    • Numerische Flüsse 
    • Zeitdiskretisierung 

  • Systeme und Probleme mit höheren Ableitungen

    • Poissongleichung 
    • Inkompressible Strömungen: Stokes und Navier-Stokes
    • Kompressible Euler-Gleichungen 

  • Grundlagen numerische Analysis 

    • Konsistenz, Stabilität und Konvergenz

  • Simulation von Strömungen
  • Übungen

    • Grundlagen in der Programmiersprache C#
    • Implementierung von DG-Schemata mit der Toolbox BoSSS (siehe auch https://github.com/FDYdarmstadt/BoSSS)


Literatur:
* J. S. Hesthaven, T. Warburton: Nodal Discontinuous Galerkin Methods: Algorithms, Analysis, and Applications; Springer, 2008.
* D. A. Di Pietro, A. Ern: Mathematical Aspects of Discontinuous Galerkin Methods, Springer, 2011.
* R. Hartmann: Numerical Analysis of Higher Order Discontinuous Galerkin Finite Element Methods; lecture notes, http://ganymed.iwr.uni-heidelberg.de/~hartmann/publications/2008/Har08b.pdf .
* R. Hartmann: Discontinuous Galerkin methods for compressible flows: higher order accuracy, error estimation and adaptivity; lecture notes http://ganymed.iwr.uni-heidelberg.de/~hartmann/publications/2005/Har05b.pdf .
* B. Cockburn, On Discontinuous Galerkin methods for convection-dominated problems; lecture notes, http://www.math.umn.edu/~bcockbur//LectureNotes.html.

Voraussetzungen:
* Grundkenntnisse über partielle Differentialgleichungen und Numerik.
* Für die Übung: hilfreich sind grundlegende Programmierkentnisse in einer objektorientierten Sprache (z.B. C#, Java, Python, C++)

Erwartete Teilnehmerzahl:
10

Weitere Informationen:


  • Der Termin kann in Absprache mit den Studierenden noch geändert werden (wird in der Vorbesprechung fixiert)
  • Ca. 30% der Zeit wird für praktische Übungen am PC aufgewandt
  • Übungsmaterialien & Skript werden über Moodle zur Verfügung gestellt
  • Vorlesung und Übungen werden gehalten von Dr. Florian Kummer und Jakob Sebastian, MSc.

Offizielle Kursbeschreibung:
Diese Lehrveranstaltung beschäftigt sich mit der Anwendung von hochgenauen diskontinuierlichen Galerkin-Verfahren (Methoden mit hoher Konvergenzordnung) auf Strömungssimulation. Hier erfolgt ein stufenweiser Aufbau: das Verfahren wird zuerst in 1D und für skalare Advektion hergeleitet, bzw. entwickelt. Dies wird über den Verlauf des Semesters hin zur Behandlung von inkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen ausgebaut.

Online-Angebote:
moodle

Literatur
Anmeldefristen
Phase Block Start Ende Anmeldung Ende Abmeldung Ende Hörer
Direkte Zulassung Vorlesungszeit 01.03.2024 00:00 31.08.2024 23:59 31.08.2024 23:59 31.08.2024 23:59
Termine
Datum Von Bis Raum Lehrende
1 Di, 16. Apr. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
2 Mi, 17. Apr. 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
3 Di, 23. Apr. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
4 Mi, 24. Apr. 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
5 Di, 30. Apr. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
6 Di, 7. Mai 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
7 Mi, 8. Mai 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
8 Di, 14. Mai 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
9 Mi, 15. Mai 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
10 Di, 21. Mai 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
11 Mi, 22. Mai 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
12 Mi, 29. Mai 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
13 Di, 4. Jun. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
14 Mi, 5. Jun. 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
15 Di, 11. Jun. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
16 Mi, 12. Jun. 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
17 Di, 18. Jun. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
18 Mi, 19. Jun. 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
19 Di, 25. Jun. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
20 Mi, 26. Jun. 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
21 Di, 2. Jul. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
22 Mi, 3. Jul. 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
23 Di, 9. Jul. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
24 Mi, 10. Jul. 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
25 Di, 16. Jul. 2024 12:30 14:00 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
26 Mi, 17. Jul. 2024 12:30 13:15 L101/328K Dr.-Ing. Florian Peter Kummer
Übersicht der Kurstermine
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Lehrende
Dr.-Ing. Florian Peter Kummer