Praktikum für Bachelor-Studenten im SS 2012:

P2E1 - Programmierpraktikum numerische Algorithmen - Numerische Simulation in der Strömungsdynamik

(Computational Fluid Dynamics)

P2E1 - Programmierpraktikum numerische Algorithmen - Numerische Simulation in der Strömungsdynamik

Leitung:	Univ.-Prof. Dr. Michael Griebel Tim Golla Margrit Klitz Alexander Rüttgers
Kontakt:	cfd-praktikumins.uni-bonn.de
Vorbesprechung:	6.2.2012, 14-16 Uhr c.t., Raum 5.002, Wegelerstr. 6
Termin:	Montags, 14-16 Uhr c.t.
Ort:	Raum 5.002, Wegelerstr. 6
Beginn:	2.4.2012

Übungsblätter

• Übungsblatt 0 - vorbereitend, nicht Teil des eigentlichen Praktikums
• Übungsblatt 1 - zugehörige Header-Dateien
• Übungsblatt 2 - neue Version 2.5.2012 - Vortragsfolien
• Übungsblatt 3 - Vortragsfolien
• Übungsblatt 4

Hintergrund des Praktikums

Ein Schwerpunkt in der natur- und ingenieurswissenschaftlichen Forschung ist die Analyse der strömungsdynamischen Phänomene von Flüssigkeiten und Gasen. Zur Modellierung dienen hierbei die Navier-Stokes- und die Euler Gleichungen. Da diese partiellen Differentialgleichungen meist stark nichtlinear und nichtlokal sind, ist es bis heute nicht gelungen, ein umfassendes Verständnis dieser Vorgänge mit rein analytischen Methoden zu erlangen.
Als Schlüsseltechnologie hat sich die numerische Simulation entwickelt, die aufgrund der rapiden Entwicklung von Hochleistungsrechnern (Parallel-Cluster), zusammen mit dem Einsatz effizienter numerischer Algorithmen, eine immer realistischere Berechnung von komplexen dreidimensionalen und zeitabhängigen Vorgängen ermöglicht.

Inhalt des Praktikums

In diesem Praktikum werden sowohl die mathematischen Grundlagen als auch deren effiziente numerische Umsetzung auf einen Computer vermittelt. Das Praktikum ist in mehrere Übungsblätter aufgeteilt, für die jeweils zwei Wochen Bearbeitungszeit zur Verfügung stehen. Jedes Blatt wird zunächst in einer zweistündigen Einführung vorgestellt. In der jeweils darauf folgenden Woche werden in einer Nachbesprechung aufgetretene Probleme und weitere Programmierdetails besprochen. Die Bearbeitung der Aufgaben ist selbstständig alleine oder in einer kleinen Gruppe am Rechner auszuführen. Der Arbeitsaufwand hierfür beträgt ca. 4-6 Stunden pro Woche.