Numerische Strömungssimulation (CFD) mit OpenFOAM®

Hochschule Niederrhein. Dein Weg.
Über den Zertifikatskurs

Viele Probleme in technischen Systemen lassen sich auf schlechten Stoff- und Wärmetransport zurückführen. Begegnen Sie diesen Problemen und lernen Sie, mit Hilfe der CFD Ihre Prozesse und Produkte strömungs- und wärmetechnisch optimal zu planen und auszulegen oder bestehende Systeme zu verbessern. Mit der frei verfügbaren CFD-Software OpenFOAM® existiert ein mächtiges Simulationswerkzeug, das Unternehmen sowie Forschungseinrichtungen eine echte Alternative zu kommerziellen Lösungen bietet. Wir eröffnen Ihnen damit ein völlig neues Feld für fluiddynamische Berechnungsmöglichkeiten und Prozessoptimierungen, nutzbar für praktisch alle industriellen Prozesse.  

Kursziele

Die Weiterbildung vermittelt Ihnen die notwendigen Kenntnisse, um numerische Strömungssimulationen mit Open FOAM® eigenständig durchführen zu können. Nach erfolgreichem Abschluss verfügen Sie über ein Grundverständnis der mathematischen und physikalischen Prinzipien, die der Fluiddynamik zugrunde liegen.
Mit erfolgreichem Abschluss des Kurses werden Sie in der Lage sein:

  • Das Betriebssystem Linux zu installieren und zu konfigurieren sowie den Umgang mit der Befehlszeile zu beherrschen.
  • OpenFOAM® sowie weitere verwendete (ausschließlich freilizenzierte) Software zu beschaffen, zu installieren und anzuwenden.
  • Praxisnahe Probleme aus Sicht der physikalischen und geometrischen Gegebenheiten zu bewerten, zu abstrahieren und in die virtuelle Umgebung umzusetzen.
  • Rohdaten der Berechnung auszuwerten, aussagekräftig zu visualisieren und wichtigeKenngrößen zu extrahieren.
  • Durch Automatisierung von Simulationen Parameterstudien effektiv durchzuführen.
Zielgruppe

Betriebs-, Planungs-, Forschungs- und EntwicklungsingenieurInnen sowie alle IndustriemitarbeiterInnen, deren Tätigkeit den Umgang mit Stoff- und Energieflüssen einschließt. EntwicklerInnen von Produkten mit Anspruch an fluiddynamische Eigenschaften.

Lehr- und Lernform

Klassisches Seminar mit besonderem Akzent auf praktischer Lösungsfindung. Der Umgang mit den verwendeten Werkzeugen wird durch entsprechende Übungsaufgaben zur Routine. So wird ein nachhaltiger Lernprozess gefördert und der Transfer in das eigene Unternehmen erleichtert.

Das Curriculum und weitere Informationen finden Sie im Flyer und im Downloadbereich.

Inhouse-Schulung
Individuell abgestimmt auf Ihre Anforderungen

I. Tag 1

Numerische Strömungsdynamik I
Was ist Strömung? Herleitung der Navier-Stokes-Gleichungen (NSG). Spezialfälle der NSG. Was ist Numerik?
Linux und die Shell
Was ist Linux? Installation von Ubuntu auf dem Rechner.
OpenFOAM®
Aufbau und Struktur von OpenFOAM® (OF).
Arbeiten am Server
Tunnel graben. Aufträge an den Server vergeben.
Numerische Strömungsdynamik II
Finite Volumen Methode (FVM).
Turbulenz und Lösungen in der CFD
OpenFOAM® meets Engineer
Typische CFD-Fragestellungen und aktuelle Entwicklungen.
Die ersten Simulationen von der Idee zur Präsentation.
Preprocessing I
Abstrakte Problembetrachtung. Abwägung zwischen Kosten und Nutzen. Gittergenerierung.
Solving I
Wahl eines geeigneten Lösers. SIMPE und PISO. Kosten einer Rechnung.
Postprocessing I
Darstellung der Ergebnisse mit ParaVIEW®.

Nachbereitung der Inhalte, Übungsaufgaben
 

II. Tag 2

Numerische Strömungsdynamik III
Fehlerordnungen. Qualitätskriterien. Verifizierung/Validierung.
Preprocessing II
Entwurf komplexer Geometrien mit CAD. Gittergenerierung mit der OF-Anwendung snappyHexMesh. Topologische Modifikationen des Gitters. Randbedingungen.
Solving II
Schema einer Diskretisierung. Lineare Matrizenlöser. Zeitliche Diskretisierung. Parallele Rechnungen.
Postprocessing II
Virtuelle Probestellen. Extraktion von Kenngrößen. GUI-freies Auswerten.
Automatisierung
Shell Scripting und Kontrollstrukturen. Möglichkeiten der Parametrisierung. Effiziente Handhabung von Ressourcen.
Eigene Arbeitsumgebung
Erstellung eigener Werkzeuge, Anwendungen und Strukturen ohne Höhere Programmiersprache. Vorstellung der hauseigenen Umgebung.


Nachbereitung des Erlernten, Übungsaufgaben

III. Tag 3

Praxisnahe Simulationsbeispiele
Mehrphasenströmungen, Wärmetransport, dynamische Gitter, adaptive Gitter.
Preprocessing III
Gittergenerierung mit cfMesh, gMesh, und weiterer freier Software. Komplexe Randbedingungen.
Solving III
Programmierung von OF verstehen. Vorhandene Solver modifizieren. User-spezifischen Solver implementieren. Passiven Skalar-Transport und dynamicMesh hinzufügen. Alternative Herangehensweisen
Mit kosteneffizienter Hardware foamen. Alternativpakete auf FOAM-Basis.
Hands on
Anspruchsvolle, realitätsnahe Simulationsstudien durchführen.
Prüfung in Form eines Vortrags mit anschließender Befragung/Diskussion.

Nachbereitung des Erlernten, Übungsaufgaben
 

  • Termine: Neun Präsenztage auf Anfrage unter weiterbildung(at)hsnr.de
  • Anmeldefrist: --
  • Teilnehmendenzahl: ca. 12 Personen
  • Ort: Campus Krefeld West
  • Kurssprache: Das Zertifikatskurs findet in deutscher Sprache statt.
  • Teilnahmeentgelt: 4.100,00 € | Alumni (5% Rabatt) 3.895,00 €,Verpflegung inklusive
  • Teilnahmevoraussetzungen: Hochschulabschluss mit mindestens einjähriger Berufserfahrung oder anderweitiger berufsqualifizierender Abschluss mit mindestens dreijähriger einjähriger Berufserfahrung. Solide Mathematikkenntnisse und Basiswissen der Physik werden vorausgesetzt. Erfahrung im Umgang mit Linux ist vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich.
  • Umfang (Workload): 150 h, davon 72 h Präsenz, 5 ECTS
  • Abschluss: Hochschulzertifikat/Teilnahmebescheinigung
    Die Teilnehmenden erhalten eine Teilnahmebescheinigung, wenn mindestens 75% des Kurses besucht werden. Ein Zertifikat der Hochschule Niederrhein wird mit bestandener Prüfungsleistung vergeben.

Drei Fragen an Ihren Dozenten, Prof. Dr.-Ing. Heyko Jürgen Schultz:

Warum ist eine Weiterbildung zum Thema Numerische Strömungssimulation aktuell für viele Berufstätige interessant?

In der heutigen Industrie ist computergestütztes Engineering nicht mehr wegzudenken. Es ist ein kostengünstiges und leistungsstarkes Werkzeug, das einem Unternehmen Wettbewerbsvorteile verschaffen und aufwändige Betriebsversuche ersparen kann. Der selbständige, nicht betreute Einstieg in dieses vergleichsweise komplexe Thema kann jedoch eine nur schwer überwindbare und sehr zeitraubende Hürde darstellen. Eine Weiterbildung ist oftmals die einzige Möglichkeit, den Einstieg in die CFD zu schaffen.

Worauf freuen Sie sich bei diesem Hochschulzertifikatskurs ganz besonders?
Austausch mit Experten verschiedener Branchen, interessante, realistische Anwendungsbeispiele. Interesse an einem Thema zu wecken, das uns begeistert. Übertragung innovativer Erkenntnisse in anwendbare Lösungsansätze.

Und worauf dürfen sich die Teilnehmenden freuen?
Eine ausgewogene Mischung aus Theorie und Praxis. Ein behutsames Bekanntmachen mit einer herausfordernden, komplexen Thematik. Die praktische Anwendung von einfachen Beispielen bis zu facettenreichen Aufgaben. Am Ende als Belohnung für die Mühen Spaß- und Erkenntnisgewinn durch Simulationserfolge.

Chemische Technik ILOC-Institutsrat

Ihre Ansprechpartnerin:

Ulrike Schoppmeyer
Zentrum für Weiterbildung Marketing | Vertrieb