Μαθησιακά αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο φοιτητής / η φοιτήτρια θα είναι σε θέση να:
- Περιγράφει τον τρόπο που η Υπολογιστική Ρευστομηχανική μπορεί να αντιμετωπίσει και επιλύσει διαφορές ροές σε πρακτικές εφαρμογές που σχετίζονται με την επιστήμη του Μηχανολόγου,
- Διακρίνει τις διάφορες μεθοδολογίες της Υπολογιστικής Ρευστομηχανικής και να τις εφαρμόζει ανάλογα,
- Εφαρμόζει τις απαιτούμενες διαδικασίες για τη διεξαγωγή υπολογιστικών δραστηριοτήτων και να υποβάλει τεχνική έκθεση σχετικά με αυτές,
- Αξιολογεί τα υπολογιστικά αποτελέσματα πρακτικών μηχανολογικών εφαρμογών μηχανικής ρευστών και μετάδοσης θερμότητας / μεταφοράς μάζας και να προτείνει βέλτιστες λύσεις..
Γενικές ικανότητες
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Εργασία σε διεθνές περιβάλλον
Περιεχόμενο του μαθήματος
Το μάθημα εισάγει τον σπουδαστή στις αριθμητικές μεθόδους επίλυσης μερικών διαφορικών εξισώσεων που εμφανίζονται στην Ρευστοδυναμική και τα Φαινόμενα Μεταφοράς. Αναπτύσσεται η μέθοδος Πεπερασμένων Διαφορών. Αρχικά γίνεται επίλυση απλοποιημένων μοντέλων διάχυσης θερμότητας και συναγωγής και επιλύονται παραδείγματα πεδίων ροής και θερμότητας. Εξηγείται η επίδραση του τύπου της εξίσωσης (παραβολικός ή ελλειπτικός) στην μεθοδολογία επίλυσης και η ενδεχόμενη μη γραμμικότητα των εξισώσεων. Τέλος παρουσιάζεται η αριθμητική επίλυση υπερβολικών προβλημάτων μέσω της δευτεροβάθμιας κυματικής εξίσωσης κάνοντας χρήση της μεθόδου των χαρακτηριστικών. Γίνεται εισαγωγή στις μεθόδους πεπερασμένων στοιχείων και στις φασματικές μεθόδους.
Αξιολόγηση φοιτητών
Ενδιάμεση αξιολόγηση και γραπτή τελική εξέταση.
Συνιστώμενη βιβλιογραφία
- Versteeg Η. Κ. & Malalasekera W. (2015). Εισαγωγή στην Υπολογιστική Ρευστοδυναμική. Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Α. Τζιόλα.
- Μαρκάτος Ν.& Ασημακόπουλος Δ. (1995). Υπολογιστική Ρευστοδυναμική. Αθήνα: Εκδ. Παπασωτηρίου.
- Μπεργελές Γ. (2006). Υπολογιστική Ρευστοδυναμική. Εκδ. Συμεών.
- Anderson, D.A., Tannehill, J.C. & Pletcher R.H. (1997) Numerical Heat Transfer & Fluid Flow. Taylor & Francis.