Leonhard Kleiser: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2012

NameHerr Prof. em. Dr. Leonhard Kleiser
NamensvariantenLeonhard Kleiser
L. Kleiser
LehrgebietStrömungslehre
E-Mailkleiser@ifd.mavt.ethz.ch
DepartementMaschinenbau und Verfahrenstechnik
BeziehungProfessor emeritus

NummerTitelECTSUmfangDozierende
151-0044-00LIngenieur-Tool V: Computational Fluid Dynamics (CFD) mit OpenFoam Information
Teilnehmerzahl: 20

Bitte beachten: In der ersten Semesterwoche darf nur ein Ingenieur-Tool-Kurs belegt werden. Die Ingenieur-Tool-Kurse sind ausschliesslich für ETH Studierende der zugelassenen Studiengänge.
Bitte beachten Sie folgende Vorgehensweise zur Anmeldung:

1. Bis 16.02.2012: Registrieren Sie sich auf Link und melden Sie sich auf dieser Webseite für den Ingenieur-Tool-Kurs an.
2. Ab 20.02.2012: Registrieren Sie sich in myStudies für den entsprechenden Ingenieur-Tool-Kurs. Achtung: Vor dem 20.02.2012 sind keine Belegungen für Ingenieur-Tool-Kurse über myStudies möglich.
1 KP1KP. Jenny, L. Kleiser
KurzbeschreibungKennenlernen der Opensource Simulations Software OpenFOAM als Anwender, d.h. um klassische CFD Studien durchzuführen.
LernzielKennenlernen der Opensource Simulations Software OpenFOAM als Anwender, d.h. um klassische CFD Studien durchzuführen.
InhaltOpenFOAM ist ein frei verfügbares (0 CHF) aber trotzdem sehr professionelles Simulations-Sofwarepaket, das aus einer C++ Bibliothek, vielen verschiedenen Applikationen und etlichen zusätzlichen Werkzeugen besteht. Obwohl die meisten existierenden Applikationen Strömungslöser unterschiedlicher Art sind, kann OpenFOAM für viele andere Gebiete verwendet werden.

Die meisten Benutzer verwenden die Applikationen als reine Anwender. Eine besondere Stärke von OpenFOAM ist aber, dass auf relativ kompakte und elegante Weise eigene Anwendungen und sogar Erweiterungen der Biblithek entwickelt werden können.
Literaturhttp://foam.sourceforge.net/doc/Guides-a4/UserGuide.pdf
Voraussetzungen / BesonderesC++ Kenntnisse oder mindestens gute Programmiererfahrung in anderen Sprachen ist von grossem Vorteil.
151-0103-AALFluid Dynamics II Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Die Lerneinheit kann nur von MSc Studierenden mit Zulassungsauflagen belegt werden.
3 KP6RL. Kleiser
KurzbeschreibungContents:
- Two-dimensional irrotational (potential) flows: stream function and potential, singularity method, unsteady flow, aerodynamic concepts
- Vorticity dynamics: vorticity and circulation, vorticity equation, vortex theorems of Helmholtz and Kelvin
- Compressible flows: isentropic flow along stream tube, normal and oblique shocks, Laval nozzle, Prandtl-Meyer expansion, viscous effects.
LernzielExpand basic knowledge of fluid dynamics.
Concepts, phenomena and quantitative description of irrotational (potential), rotational, and one-dimensional compressible flows.
Inhalt- Two-dimensional irrotational (potential) flows: stream function and potential, complex notation, singularity method, unsteady flow, aerodynamic concepts
- Vorticity dynamics: vorticity and circulation, vorticity equation, vortex theorems of Helmholtz and Kelvin
- Compressible flows: isentropic flow along stream tube, normal and oblique shocks, Laval nozzle, Prandtl-Meyer expansion, viscous effects.
SkriptLecture notes are available (in German)
LiteraturRelevant chapters (corresponding to lecture notes) from
P.K. Kundu & I.M. Cohen, Fluid Mechanics, Academic Press, 4th ed., 2008
Voraussetzungen / BesonderesPrerequisites:
Knowledge of Fluid Dynamics I, thermodynamics of ideal gas

Exam: Sessionsprüfung
Oral, 30min, no aids.
151-0111-00LResearch Seminar in Fluid Dynamics0 KP1SL. Kleiser, P. Jenny, T. Rösgen
KurzbeschreibungCurrent research projects at the Institute of Fluid Dynamics are presented and discussed.
LernzielExchange on current internal research projects. Training of presentation skills.
InhaltCurrent research projects in Fluid Dynamics
Skriptno
Literaturno
151-0208-00LBerechnungsmethoden der Energie- und Verfahrenstechnik Information 4 KP2V + 2UL. Kleiser
KurzbeschreibungEs werden numerische Methoden für Berechnungsaufgaben der Fluiddynamik, Energie- und Verfahrenstechnik dargestellt und an einfachen Beispielen auf dem Rechner geübt.
Inhalt: Problemlösungsprozess, physikalische und mathematische Modelle, Grundgleichungen, Diskretisierungsverfahren, numerische Lösung der Advektionsgleichung, Diffusionsgleichung und Poisson-Gleichung, turbulente Strömungen.
LernzielKenntnisse und praktische Erfahrungen mit der Anwendung der wichtigsten Diskretisierungs- und Lösungsverfahren für Berechnungsaufgaben der Fluiddynamik, Energie- und Verfahrenstechnik
InhaltAufbauend auf den Lehrveranstaltungen über Fluiddynamik, Thermodynamik, Numerische Mathematik (benötigtes Wahlfach, 4. Semester) und Informatik I (Programmieren) werden numerische Methoden für Berechnungsaufgaben der Fluiddynamik, Energie- und Verfahrenstechnik dargestellt und an einfachen Beispielen geübt.

1. Einleitung
Uebersicht, Anwendungen
Problemlösungsprozess, Fehler
2. Rekapitulation der Grundgleichungen
Formulierung, Anfangs- und Randbedingungen
3. Numerische Diskretisierungsverfahren
Finite-Differenzen- und Finite-Volumen-Verfahren
Grundbegriffe: Konsistenz, Stabilität, Konvergenz
4. Lösung der grundlegenden Gleichungstypen
Wärmeleitungs/Diffusionsgleichung (parabolisch)
Poisson-Gleichung (elliptisch)
Advektionsgleichung/Wellengleichung (hyperbolisch)
und Advektions-Diffusions-Gleichung
5. Berechnung inkompressibler Strömungen
6. Berechnung turbulenter Strömungen
SkriptEin Skript steht zur Verfügung
Literaturwird zu Beginn der Vorlesung mitgeteilt
Voraussetzungen / BesonderesUebungen:
Es werden theoretische und praktische (Programmier-)Aufgaben mit Anwendungen aus Fluiddynamik, Energie- und Verfahrenstechnik gestellt. Eine aktive Teilnahme ist unerlässlich.

Die Lehrveranstaltung ist testatpflichtig.
151-0218-00LHydrodynamic Stability and Transition Information 4 KP2V + 1UL. Kleiser, D. Obrist
KurzbeschreibungIntroduction to flow stability, bifurcation and transition to turbulence. Linear stability theory of parallel shear flows including inviscid and viscous instabilities. Concepts of temporal/spatial, local/global, absolute/convective instabilities. Stability results and transition mechanisms for specific flows, such as free shear, channel, boundary-layer and stratified flows.
LernzielA basic understanding of the primary concepts of hydrodynamic stability and transition to turbulence. Knowledge of stability results and transition processes in several standard flows such as free shear, boundary layer and stratified flows. Ability to apply the basic mathematical framework of linear stability theory.
InhaltThis course gives an introduction to the most relevant instability mechanisms and transition processes in incompressible flows. Starting with the basic framework of linear stability theory, we will discuss the stability of several flow configurations of increasing complexity, e.g. free shear flows, 2D and 3D boundary layers and stratified flows. We will introduce the basic mathematical concepts and derive important theoretical results (Rayleigh and Orr-Sommerfeld equations, stability charts). The discussion of linear stability will be followed by a consideration of the laminar-turbulent transition process for selected flows. Different transition scenarios will be studied for technically relevant flows.
SkriptShort lecture notes will be provided during the course.
LiteraturA list of references will be given on the course webpage.
Voraussetzungen / BesonderesTestat is required for exam admission (see course webpage).
151-1053-00LThermo- and Fluid Dynamics Information 0 KP2KL. Kleiser, R. S. Abhari, K. Boulouchos, P. Jenny, P. Koumoutsakos, C. Müller, H. G. Park, D. Poulikakos, H.‑M. Prasser, T. Rösgen, A. Steinfeld
KurzbeschreibungCurrent advanced research activities in the areas of thermo- and fluid dynamics are presented and discussed, mostly by external speakers.

The talks are public and open also for interested students.
LernzielKnowledge of advanced research in the areas of thermo- and fluid dynamics
InhaltCurrent advanced research activities in the areas of thermo- and fluid dynamics are presented and discussed, mostly by external speakers.
401-5950-00LSeminar in Fluiddynamik für CSE Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 4 KP2SP. Jenny, L. Kleiser
KurzbeschreibungErwerb zusätzlicher Kenntnisse und Einübung von Fähigkeiten im Bereich der Grundlagen und Anwendungen der numerischen Fluiddynamik
Lernziel
Voraussetzungen / BesonderesBitte schreiben Sie sich elektronisch ein bis spätestens 2 Wochen vor Semesterbeginn