Modulbeschreibung
Automatisches Design und Optimierung von Kühlstrukturen
Kürzel:
M_VP_16709
Durchführungszeitraum:
HS/16
ECTS-Punkte:
18
Lernziele:
Die Studierenden
- verstehen die Grundlagen der Strömungsmechanik und der Wärmeleitung.
- verstehen die Methode der finiten Volumen und können strömungsmechanische Probleme mit OpenFOAM lösen.
- können Algorithmen zur Generierung von konformen, parametrisierbaren Kühlstrukturen entwickeln, testen und beurteilen.
- sind in der Lage, Simulation (Vorwärtsmodell) und Optimierung (Rückwärtsmodell) zu koppeln, um so ein automatisches Design zu erreichen.
Verantwortliche Person:
Würsch Christoph
Standort (angeboten):
Buchs
Empfohlene Module:
Modultyp:
Standard-Modul für MSE Master of Science in Engineering BB STD_08 (BU)(Keine Semesterempfehlung)
Standard-Modul für MSE Master of Science in Engineering BB STD_16 (BU)(Keine Semesterempfehlung)
Standard-Modul für MSE Master of Science in Engineering BB STD_13 (BU)(Keine Semesterempfehlung)
Standard-Modul für MSE Master of Science in Engineering VZ STD_08 (BU)(Keine Semesterempfehlung)
Standard-Modul für MSE Master of Science in Engineering VZ STD_16 (BU)(Keine Semesterempfehlung)
Standard-Modul für MSE Master of Science in Engineering VZ STD_13 (BU)(Keine Semesterempfehlung)
Standard-Modul für Technik und IT MSE_20(Keine Semesterempfehlung)
ECTS-Punkte pro Kategorie
Fachliche Vertiefung / 18 Punkte
Fachliche Vertiefung / 18 Punkte
Fachliche Vertiefung / 18 Punkte
Fachliche Vertiefung / 18 Punkte
Fachliche Vertiefung / 18 Punkte
Fachliche Vertiefung / 18 Punkte
Fachliche Vertiefung / 18 Punkte
Modulbewertung
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Leistungsbewertung
Während des Semesters:
Im Kurs Generierung und Optimierung von Kühlstrukturen wird ein Projekt mittels Bericht und Präsentation bewertet. Im Kurs Strömungsmechanik wird ein Bericht und eine Präsentation bewertet.
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:
Im Kurs Generierung und Optimierung von Kühlstrukturen wird ein Projekt mittels Bericht und Präsentation (Gewicht 66.67%) bewertet. Im Kurs Strömungsmechanik wird ein Bericht und eine Präsentation (Gewicht 33.33%) bewertet.
Bemerkungen:
Kurse in diesem Modul
Generierung und Optimierung von Kühlstrukturen
Kürzel:
VP_1670901
Arbeitsaufwand:
420
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- sind in der Lage, einen Finite-Volumen-Code (OpenFOAM) zur Berechnung von Aufgaben aus der Strömungsmechanik und der Wärmeleitung anzuwenden.
- sind in der Lage, Strömung und Wärmetransport zu koppeln.
- können die Ergebnisse der Simulation bewerten.
- sind in der Lage, Algorithmen zur Konstruktion von konformen, parametrisierten Kühlflächen zu entwickeln, testen und beurteilen.
Plan und Lerninhalt:
- OpenFOAM: Finite-Volumen-Code zur Berechnung von strömungsmechanischen Aufgaben
- Grundlagen der Methode
- Geometrie-Erzeugung
- Vernetzung
- Setzen von Randbedingungen
- Ergebnisauswertung - Automatisches, parametrisiertes Design mit ClassCAD (CAx)
- Gradientenbasierte Optimierung der Kühlstrukturen mittels MATLAB
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Projekt mit Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 99
- Harte Grenze: nein
Strömungsmechanik
Kürzel:
VP_1670902
Arbeitsaufwand:
120
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- verstehen die Grundlagen der Strömungsmechanik.
- sind in der Lage, einfache Strömungssituationen mit Hilfe von partiellen Differentialgleichungen zu formulieren und zu lösen.
- sind in der Lage, reduzierte Strömungswiderstände von Rohrströmungselementen vom laminaren bis zum turbulenten Strömungsregime zu berechnen und die Gültigkeit von reduzierten Modellen aus der technischen Strömungslehre zu bewerten.
- können den Strömungswiderstandsbeiwert von Rohrleitungssystemen berechnen und mit Literaturwerten vergleichen.
Plan und Lerninhalt:
Hydrodynamische Grundlagen
- Potentialströmungen, ebene Wirbleströmungen
- Viskose Strömungen, Navier-Stokes-Gleichung
- Grundlagen Grenzschichttheorie
- Turbulente Strömungen, Reynolds Averaged NS-Gleichung
- Knotenmodelle von Strömungselementen (Rohrströmungen, Ventile, Blenden)
- Kopplung von Strömung und Wärmetransport
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Selbststudium mit Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 99
- Harte Grenze: nein