MAS305 CFD for ingeniører

Innhold og oppbygning

Emnet gir en innføring i bruk av CFD (Computational Fluid Dynamics) programvare til beregning av utvalgte temaer innen hydrodynamikk. Målet med emnet er å gi studentene nødvendig praktisk grunnlag og kunnskap om muligheter og begrensninger relatert til numeriske fluidberegninger. De skal også lære å utføre relevante simuleringer.

• Introduksjon til CFD ved bruk av eksempler innen hydrodynamikk
• Repetisjon av grunnleggende fluiddynamikk og motstand for fartøy og løft for hydrofoiler
• Numeriske beregningsmetoder og teori - muligheter og begrensninger ved bruk av forskjellig CFD programvare og numeriske metoder
• Introduksjon til OpenFOAM og ParaView - potensialstrømning, anvendt på et enkelt eksempel
• RANS sammenlignet med potensialstrømning for skipsmotstand i OpenFOAM

Læringsutbytte

Ved fullført emne skal studenten ha følgende kvalifikasjoner:

Kunnskap

• Forklare grunnleggende begreper i emnet.
• Kjenne til forskjellige numeriske beregningsmetoder for beregning av skipsmotstand og løft for en foil
• Kjenne til muligheter og begrensninger knyttet til beregningsmetodikken og benyttet programvare
• God forståelse for når det er hensiktsmessig å bruke CFD programvare fremfor andre generelle eller dedikerte programvarer/metoder
• Kjenne til balansen mellom tidseffektivitet og nøyaktighet

Ferdigheter

• Bruke programvare for å importere/eksportere geometriske filer mellom relevante programvarer
• Beregne hydrodynamisk skipsmotstand og løft på foil
• Kandidaten kan avgjøre når et resultat er tilfredsstillende, også når det ikke er fysikalsk riktig med hensyn til programvarens begrensninger.
• Kjøre enkle simuleringer i OpenFOAM

Generell kompetanse

• Reflektere over egen faglig utøvelse, arbeide i gruppe og skrive en teknisk rapport

Krav til forkunnskaper

Studiets opptakskrav

Anbefalte forkunnskaper

MAS116 Hydrodynamikk, MAS220 Grunnleggende fluidmekanikk, samt studieprogrammets obligatoriske marintekniske fag

Undervisnings- og læringsformer

Forelesninger, regneøvinger - individuelt og i grupper med rapportskriving.

Studentene får tilgang til Linux Ubuntu med OpenFOAM, ParaView og FreeCAD for installasjon virtuelt på egen PC. MATLAB bør være installert som hjelpemiddel for beregninger. 

Obligatorisk læringsaktivitet

Læringsmappe som består av følgende deler:

To obligatoriske gruppeoppgaver. Hver gruppe består av 2 personer.

• Skrive to rapporter som dokumenterer utførte beregninger og resultatene av disse
• Innlevering av ukentlige timelister som dokumenter tidsforbruk og utførte oppgaver
• Obligatorisk tilstedeværelse under gruppearbeid og presentasjoner

Vurderingsform

Mappevurdering.

Vurderingen baserer seg på følgende deler fra læringsmappen:

• To rapporter med elektroniske vedlegg, som dokumenterer utførte beregninger og resultatene av disse
• Innlevering av ukentlige timelister som dokumenter tidsforbruk og utførte oppgaver

Etter en samlet vurdering av mappen gis en bokstavkarakter for gruppen, som kan justeres individuelt basert på dokumentert innsats/tidsforbruk.

Karakterskala A-F, der F er ikke bestått.