Module


General information
Computational Fluid Dynamics
Computational Fluid Dynamics
MS_13
CompFlDyn-01-MA-M
Prof. Dr.-Ing. Kröger, Jörn (joern.kroeger@haw-kiel.de)
Prof. Dr.-Ing. Kröger, Jörn (joern.kroeger@haw-kiel.de)
Sommersemester 2026
1 Semester
In der Regel im Sommersemester
Deutsch
Curricular relevance (according to examination regulations)
Study Subject Study Specialization Study Focus Module type Semester
M.Eng. - MB - Maschinenbau Wahlmodul
M.Eng. - SB - Schiffbau und Maritime Technik (4 Sem.) Wahlmodul

Qualification outcome
Areas of Competence: Knowledge and Understanding; Use, application and generation of knowledge; Communication and cooperation; Scientific self-understanding / professionalism.
Studierende kennen die Prinzipien der numerischen Verfahren zur Simulation von Strömungen und die relevanten Feldgleichungen in Kontinua. Sie haben das Prinzip der Herleitung der Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen und Ansätze zur Modellierung der Turbulenz verstanden. Sie sind mit dem Thema der Diskretisierung vertraut, kennen die Prinzipien einfacher Diskretisierungsverfahren und können zielgerichtet Diskretisierungsverfahren für zu analysierende Strömungsprobleme auswählen.
Studierende haben erste Erfahrungen mit Simulationsverfahren gesammelt, wissen wie man einen Simulationsfall aufsetzt und mit Blick auf die ingenieursmäßige Verwertung auswertet und haben dieses Wissen an Beispielfällen praktisch angewendet.
Studierende mit Qualifikationen im Bereich der CFD arbeiten als Berechnungsingenieurinnen und Berechnungsingenieure in einschlägigen Abteilungen in der Industrie, bei Schiffbauversuchsanstalten, Dienstleistern oder an Hochschulen. Sie sind in der Lage, CFD-Methoden weiterzuentwickeln.
Die Studierenden wissen, wann Simulationsverfahren experimentellen Untersuchungen vorzuziehen sind und können den Aufwand für ihre Anwendung sowie die Qualität zu erwartender Ergebnisse bewerten. Sie kennen die Rolle von Strömungssimulationsverfahren im Wechselfeld akademischer Forschung und industrieller Anwendung und können auf beiden Gebieten beitragen.
Content information
Wiederholung der Kontinuumsmechanik, Navier-Stokes Gleichung, Reynolds-Averaged Navier-Stokes Gleichung, Turbulenzmodellierung, finite Volumenmethode (FVM), Diskretisierung des Strömungsgebietes, Feldvariablen, Approximation von Integralen und Differenzialen, numerische Lösungsverfahren für Gleichungssysteme mit dünn besetzten Koeffizientenmatrizen.
Übungen: Praktische Anwendung eines numerischen Simulationsverfahrens auf Basis der FVM. Definition, Ausführung und Auswertung verschiedener strömungsmechanischer Simulationsfälle (pre-processing, Simulation, post-processing). Ab Hälfte des Semesters ist in selbstständiger Tätigkeit im Rahmen einer Projektarbeit die Berechnung der Umströmung eines Objektes (z.B. Tragflügel) durchzuführen. Die Übungen werden auf Basis des OpenFOAM-Frameworks durchgeführt.
Literaturvorschläge:
Ferziger, Perić: Numerische Strömungsmechanik, Springer, Berlin, 2008
Ferziger, Perić: Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer, Berlin, 2002
Greenshields, OpenFOAM User Manual, http://foam.sourceforge.net/docs/Guides-a4/OpenFOAMUserGuide-A4.pdf
Teaching formats of the courses
Teaching format SWS
Labor 2
Lehrvortrag 2
Workload
4 SWS
5,0 Credits
48 Hours
102 Hours
Module Examination
keine
Method of Examination Duration Weighting wird angerechnet gem. § 11 Satz 2 PVO Graded Remark
Klausur 120 Minutes 100 %
Projektbezogene Arbeiten 0 % Durchführung der Projektarbeit sowie Dokumentation und Diskussion der durchgeführten Untersuchungen und Ergebnisse.
Miscellaneous
Die Vorlesung "Theoretische Strömungsmechanik" aus dem 1. Semester der Masterstudiengänge Maschinenbau und Schiffbau sollte abgeschlossen sein.
Katalog der Wahlmodule „Strukturmechanik und Numerische Mechanik“