Patrick Jenny: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2023 |
| Name | Herr Prof. Dr. Patrick Jenny |
| Lehrgebiet | Numerische Strömungsberechnung und Mehrskalenmodellierung |
| Adresse | Institut für Fluiddynamik ETH Zürich, ML H 32 Sonneggstrasse 3 8092 Zürich SWITZERLAND |
| Telefon | +41 44 632 69 87 |
| jenny@ifd.mavt.ethz.ch | |
| Departement | Maschinenbau und Verfahrenstechnik |
| Beziehung | Ordentlicher Professor |
| Nummer | Titel | ECTS | Umfang | Dozierende | |
|---|---|---|---|---|---|
| 151-0076-11L | αCentauri  Voraussetzung: Besuch der Lerneinheit 151-0076-10L αCentauri im HS22. | 14 KP | 15A | P. Jenny | |
| Kurzbeschreibung | Im Team ein Produkt von A-Z entwickeln und realisieren! Anwenden und Vertiefen des bestehenden Wissens, Arbeiten in Teams, Selbständigkeit, Problemstrukturierung, Lösungsfindung in unscharfen Problemstellungen, Systembeschreibung und -simulation, Präsentation und Dokumentation, Realisationsfähigkeit, Werkstatt- und Industriekontakte, Anwendung modernster Ingenieur-Werkzeuge (Matlab, Simulink usw). | ||||
| Lernziel | Die vielfältigen Lernziele dieses Fokus-Projektes sind: - Synthetisieren und Vertiefen des theoretischen Wissens aus den Grundlagenfächern des 1.-4. Semesters - Teamorganisation, Arbeiten in Teams, Steigerung der sozialen Kompetenz - Selbständigkeit, Initiative, selbständiges Lernen neuer Themeninhalte - Problemstrukturierung, Lösungsfindung in unscharfen Problemstellungen, Suchen von Informationen - Systembeschreibung und -simulation - Präsentationstechnik, Dokumentationserstellung - Entscheidungsfähigkeit, Realisationsfähigkeit - Werkstatt- und Industriekontakte - Erweiterung und Vertiefung von Sachwissen - Beherrschung modernster Ingenieur-Werkzeuge (Matlab, Simulink, CAD, CAE, PDM) | ||||
| 151-0110-00L | Compressible Flows | 4 KP | 2V + 1U | P. Jenny, A. A. Kubik | |
| Kurzbeschreibung | Themen: Instationäre eindimensionale Unterschall- und Überschallströmungen, Akustik, Schallausbreitung, Überschallströmung mit Stössen und Prandtl-Meyer Expansionen, Umströmung von schlanken Körpern, Stossrohre, Reaktionsfronten (Deflagration und Detonation). Mathematische Werkzeuge: Charakteristikenverfahren, ausgewählte numerische Methoden. | ||||
| Lernziel | Illustration der Physik der kompressiblen Strömungen und Üben der mathematischen Methoden anhand einfacher Beispiele. | ||||
| Inhalt | Die Kompressibilität im Zusammenspiel mit der Trägheit führen zu Wellen in einem Fluid. So spielt die Kompressibilität bei instationären Vorgängen (Schwingungen in Gasleitungen, Auspuffrohren usw.) eine wichtige Rolle. Auch bei stationären Unterschallströmungen mit hoher Machzahl oder bei Überschallströmungen muss die Kompressibilität berücksichtigt werden (Flugtechnik, Turbomaschinen usw.). In dem ersten Teil der Vorlesung wird die Wellenausbreitung bei eindimensionalen Unterschall- und Überschallströmungen behandelt. Es werden sowohl Wellen kleiner Amplitude in akustischer Näherung, als auch Wellen grosser Amplitude mit Stossbildung behandelt. Der zweite Teil befasst sich mit ebenen stationären Überschallströmungen. Schlanke Körper in einer Parallelströmung werden als schwache Störungen der Strömung angesehen und können mit den Methoden der Akustik behandelt werden. Zu der Beschreibung der zweidimensionalen Überschallumströmung beliebiger Körper gehören schräge Verdichtungsstösse, Prandtl -Meyer Expansionen usw.. Unterschiedliche Randbedingungen (Wände usw.) und Wechselwirkungen, Reflexionen werden berücksichtigt. | ||||
| Skript | nicht verfügbar | ||||
| Literatur | Eine Literaturliste mit Buchempfehlungen wird am Anfang der Vorlesung ausgegeben. | ||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Fluiddynamik I und II | ||||
| 151-0111-00L | Research Seminar in Fluid Dynamics Internes Forschungsseminar für Doktoranden und wissenschaftliche Mitarbeiter des IFD. | 0 KP | 2S | F. Coletti, P. Jenny, O. Supponen | |
| Kurzbeschreibung | Current research projects at the Institute of Fluid Dynamics are presented and discussed. | ||||
| Lernziel | Exchange on current internal research projects. Training of presentation skills. | ||||
| Inhalt | Current research projects in Fluid Dynamics | ||||
| 151-0212-00L | Advanced CFD Methods | 4 KP | 2V + 1U | P. Jenny | |
| Kurzbeschreibung | Fundamental and advanced numerical methods used in commercial and open-source CFD codes will be explained. The main focus is on numerical methods for conservation laws with discontinuities, which is relevant for trans- and hypersonic gas dynamics problems, but also CFD of incompressible flows, Direct Simulation Monte Carlo and the Lattice Boltzmann method are explained. | ||||
| Lernziel | Knowing what's behind a state-of-the-art CFD code is not only important for developers, but also for users in order to choose the right methods and to achieve meaningful and accurate numerical results. Acquiring this knowledge is the main goal of this course. Established numerical methods to solve the incompressible and compressible Navier-Stokes equations are explained, whereas the focus lies on finite volume methods for compressible flow simulations. In that context, first the main theory and then numerical schemes related to hyperbolic conservation laws are explained, whereas not only examples from fluid mechanics, but also simpler, yet illustrative ones are considered (e.g. Burgers and traffic flow equations). In addition, two less commonly used yet powerful approaches, i.e., the Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) and Lattice Boltzmann methods, are introduced. For most exercises a C++ code will have to be modified and applied. | ||||
| Inhalt | - Finite-difference vs. finite-element vs. finite-volume methods - Basic approach to simulate incompressible flows - Brief introduction to turbulence modeling - Theory and numerical methods for compressible flow simulations - Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) - Lattice Boltzmann method | ||||
| Skript | Part of the course is based on the referenced books. In addition, the participants receive a manuscript and the slides. | ||||
| Literatur | "Computational Fluid Dynamics" by H. K. Versteeg and W. Malalasekera. "Finite Volume Methods for Hyperbolic Problems" by R. J. Leveque. | ||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Basic knowledge in - fluid dynamics - numerical mathematics - programming (programming language is not important, but C++ is of advantage) | ||||
| 151-0980-00L | Biofluiddynamics | 4 KP | 2V + 1U | D. Obrist, P. Jenny | |
| Kurzbeschreibung | Introduction to the fluid dynamics of the human body and the modeling of physiological flow processes (biomedical fluid dynamics). | ||||
| Lernziel | A basic understanding of fluid dynamical processes in the human body. Knowledge of the basic concepts of fluid dynamics and the ability to apply these concepts appropriately. | ||||
| Inhalt | This lecture is an introduction to the fluid dynamics of the human body (biomedical fluid dynamics). For selected topics of human physiology, we introduce fundamental concepts of fluid dynamics (e.g., creeping flow, incompressible flow, flow in porous media, flow with particles, fluid-structure interaction) and use them to model physiological flow processes. The list of studied topics includes the cardiovascular system and related diseases, blood rheology, microcirculation, respiratory fluid dynamics and fluid dynamics of the inner ear. | ||||
| Skript | Lecture notes are provided electronically. | ||||
| Literatur | A list of books on selected topics of biofluiddynamics can be found on the course web page. | ||||
| 151-1053-00L | Thermo- and Fluid Dynamics | 0 KP | 2K | P. Jenny, R. S. Abhari, F. Coletti, G. Haller, C. Müller, N. Noiray, A. Steinfeld, O. Supponen | |
| Kurzbeschreibung | Current 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. | ||||
| Lernziel | Knowledge of advanced research in the areas of thermo- and fluid dynamics | ||||
| Inhalt | Current advanced research activities in the areas of thermo- and fluid dynamics are presented and discussed, mostly by external speakers. | ||||
| 401-5950-00L | Seminar in Fluid Dynamics for CSE | 4 KP | 2S | P. Jenny | |
| Kurzbeschreibung | Enlarged knowledge and practical abilities in fundamentals and applications of Computational Fluid Dynamics | ||||
| Lernziel | Enlarged knowledge and practical abilities in fundamentals and applications of Computational Fluid Dynamics | ||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Contact Prof. P. Jenny or PD Dr. D. Meyer-Massetti before the beginning of the semester | ||||