Patrick Jenny: Katalogdaten im Herbstsemester 2016

NameHerr Prof. Dr. Patrick Jenny
LehrgebietNumerische Strömungsberechnung und Mehrskalenmodellierung
Adresse
Institut für Fluiddynamik
ETH Zürich, ML H 32
Sonneggstrasse 3
8092 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 632 69 87
Fax+41 44 632 11 47
E-Mailjenny@ifd.mavt.ethz.ch
DepartementMaschinenbau und Verfahrenstechnik
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
151-0044-10LIngenieur-Tool IV/V: Computational Fluid Dynamics (CFD) mit OpenFoam Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Die Ingenieur-Tool-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende.

Maximale Teilnehmerzahl: 40

Es darf nur ein Ingenieur-Tool-Kurs pro Semester belegt werden.
0.4 KP1KP. Jenny
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.
Voraussetzungen / BesonderesC++ Kenntnisse oder mindestens gute Programmiererfahrung in anderen Sprachen ist von grossem Vorteil.
151-0103-00LFluiddynamik II3 KP2V + 1UP. Jenny
KurzbeschreibungEbene Potentialströmungen: Stromfunktion und Potential, Singularitätenmethode, instationäre Strömung, aerodynamische Begriffe.
Drehungsbehaftete Strömungen: Wirbelstärke und Zirkulation, Wirbeltransportgleichung, Wirbelsätze von Helmholtz und Kelvin.
Kompressible Strömungen: Stromfadentheorie, senkrechter und schiefer Verdichtungsstoss, Laval-Düse, Prandtl-Meyer-Expansion, Reibungseinfluss.
LernzielErweiterung der Grundlagen der Fluiddynamik.
Grundbegriffe, Phänomene und Gesetzmässigkeiten von drehungsfreien, drehungsbehafteten und eindimensionalen kompressiblen Strömungen vermitteln.
InhaltEbene Potentialströmungen: Stromfunktion und Potential, komplexe Darstellung, Singularitätenmethode, instationäre Strömung, aerodynamische Begriffe.
Drehungsbehaftete Strömungen: Wirbelstärke und Zirkulation, Wirbeldynamik und Wirbeltransportgleichung, Wirbelsätze von Helmholtz und Kelvin.
Kompressible Strömungen: Stromfadentheorie, senkrechter und schiefer Verdichtungsstoss, Laval-Düse, Prandtl-Meyer-Expansion, Reibungseinfluss.
Skriptja
(Siehe auch untenstehende Information betreffend der Literatur.)
LiteraturP.K. Kundu, I.M. Cohen, D.R. Dowling: Fluid Mechanics, Academic Press, 5th ed., 2011 (includes a free copy of the DVD "Multimedia Fluid Mechanics")

P.K. Kundu, I.M. Cohen, D.R. Dowling: Fluid Mechanics, Academic Press, 6th ed., 2015 (does NOT include a free copy of the DVD "Multimedia Fluid Mechanics")
Voraussetzungen / BesonderesAnalysis I/II, Fluiddynamik I, Grundbegriffe der Thermodynamik (Thermodynamik I).

Für die Formulierung der Grundlagen der Fluiddynamik werden unabdingbar Begriffe und Ergebnisse aus der Mathematik benötigt. Erfahrungsgemäss haben einige Studierende damit Schwierigkeiten.
Es wird daher dringend empfohlen, insbesondere den Stoff über
- elementare Funktionen (wie sin, cos, tan, exp, deren Umkehrfunktionen, Ableitungen und Integrale) sowie über
- Vektoranalysis (Gradient, Divergenz, Rotation, Linienintegral ("Arbeit"), Integralsätze von Gauss und von Stokes, Potentialfelder als Lösungen der Laplace-Gleichung) zu wiederholen. Ferner wird der Umgang mit
- komplexen Zahlen und Funktionen (siehe Anhang des Skripts Analysis I/II Teil C und Zusammenfassung im Anhang C des Skripts Fluiddynamik) benötigt.

Literatur z.B.: U. Stammbach: Analysis I/II, Skript Teile A, B und C.
151-0109-00LTurbulent Flows4 KP2V + 1UP. Jenny
KurzbeschreibungInhalt
- Laminare und turbulente Strömungen, Turbulenzentstehung - Statistische Beschreibung: Mittelung, Turbulenzenergie, Dissipation, Schliessungsproblem - Skalenbetrachtungen. Homogene isotrope Turbulenz, Korrelationen, Fourierzerlegung, Energiespektrum - Freie Turbulenz. Nachlauf, Freistrahl, Mischungsschicht - Wandturbulenz. Turbulente Grenzschicht, Kanalströmung - Turbulenzberechnung
LernzielDie Vorlesung vermittelt einen Einblick in grundlegende physikalische Phänomene turbulenter Strömungen und in Gesetzmässigkeiten zu ihrer Beschreibung, basierend auf den strömungsmechanischen Grundgleichungen und daraus abgeleiteten Gleichungen. Grundlagen zur Berechnung turbulenter Strömungen und Elemente der Turbulenzmodellierung werden dargestellt.
Inhalt- Eigenschaften laminarer, transitioneller und turbulenter Strömungen
- Turbulenzbeeinflussung und Turbulenzentstehung, hydrodynamische Instabilität und Transition
- Statistische Beschreibung: Mittelung, Gleichungen für mittlere Strömung, turbulente Schwankungen, Turbulenzenergie, Reynoldsspannungen, Dissipation. Schliessungsproblem
- Skalenbetrachtungen. Homogene isotrope Turbulenz, Korrelationen, Fourierzerlegung, Energiespektrum, Gitterturbulenz
- Freie Turbulenz. Nachlauf, Freistrahl, Mischungsschicht
- Wandturbulenz. Turbulente Grenzschicht, Kanalströmung
- Grundlagen zur Berechnung turbulenter Strömungen und Elemente der Turbulenzmodellierung (Wirbelzähigkeitsmodelle, k-epsilon-Modell).
SkriptLecture notes in English, zusätzliches schriftliches Begleitmaterial auf Deutsch
LiteraturS.B. Pope, Turbulent Flows, Cambridge University Press, 2000
151-0111-00LResearch Seminar in Fluid Dynamics Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Internes Forschungsseminar für Doktoranden und wissenschaftliche Mitarbeiter des IFD.
0 KP2SP. 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.
151-1053-00LThermo- and Fluid Dynamics Information 0 KP2KP. Jenny, R. S. Abhari, K. Boulouchos, 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.
LernzielKnowledge of advanced research in the areas of thermo- and fluid dynamics
401-5950-00LSeminar in Fluid Dynamics for CSE Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 4 KP2SP. Jenny, T. Rösgen
KurzbeschreibungEnlarged knowledge and practical abilities in fundamentals and applications of Computational Fluid Dynamics
LernzielEnlarged knowledge and practical abilities in fundamentals and applications of Computational Fluid Dynamics
Voraussetzungen / BesonderesContact Prof. P. Jenny or Prof. T. Rösgen before the beginning of the semester