rpd000009181 (1009056), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Типовые варианты:
-
Рубежный контроль
-
Промежуточная аттестация
1. Зачет (6 семестр)
Прикрепленные файлы: Зачет (6 семестр).doc
2. Экзамен (7 семестр)
Прикрепленные файлы: Экзамен (7 семестр).doc
-
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
а)основная литература:
Литература из электронного каталога:
1. Потабенко Н.А. Численные методы. МАИ-ПРИНТ, 2011. - 164 с.
2. Потабенко Н.А. Численные методы решения инженерных задач. МАИ, 2008. - 88 с.
3. Пирумов У.Г. Численные методы : теория и практика. Юрайт, 2012. - 421 с.
4. Пирумов У.Г. Численные методы. Дрофа, 2003. - 221 с.
б)дополнительная литература:
1. А.А. Самарский, Ю.П. Попов «Разностные методы решения задач газовой динамики», М., Наука,1992,423 стр.
2. Д. Андерсон, Дж. Таннехилл, Р. Плетчер «Вычислительная гидромеханика и теплообмен», М., Мир, 1990, т. 1, т. 2, 726 стр.
3. ANSYS FLUENT User's Guide. ANSYS, Inc. Release 14.5, Southpointe October 2012, 275 Technology Drive Canonsburg, PA 15317 ANSYS, Inc. iscertified to ISO 9001:2008. ansysinfo@ansys.com http://www.ansys.com .
4. ANSYS FLUENT Theory Guide. ANSYS, Inc. Release 14.5, Southpointe October 2012, 275 Technology Drive, Canonsburg, PA 15317 ANSYS, Inc. iscertified to ISO 9001:2008. ansysinfo@ansys.com http://www.ansys.com .
5. ANSYS FLUENT Tutorial Guide. ANSYS, Inc. Release 14.5, Southpointe October 2012, 275 Technology Drive, Canonsburg, PA 15317 ANSYS, Inc. iscertified to ISO 9001:2008. ansysinfo@ansys.com http://www.ansys.com .
Литература из электронного каталога:
1. Самарский А.А. Уравнения математической физики. Наука, 1977. - 735с.
в)программное обеспечение, Интернет-ресурсы, электронные библиотечные системы:
Лицензионный пакет ANSYS Fluent 14.5 (номер академической лицензии 670351).
-
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лаборатория вычислительной гидроаэродинамики - вычислительный кластей Т-Платформы, сеть, компьютерный класс
Приложение 1
к рабочей программе дисциплины
«Численное моделирование в гидроаэродинамике »
Аннотация рабочей программы
Дисциплина Численное моделирование в гидроаэродинамике является частью Профессионального цикла дисциплин подготовки студентов по направлению подготовки Баллистика и гидроаэродинамика. Дисциплина реализуется на 1 факультете «Московского авиационного института (национального исследовательского университета)» кафедрой (кафедрами) 105.
Дисциплина нацелена на формирование следующих компетенций: ПК-1 ,ПК-9 ,ПК-15 ,ПК-16.
Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с: способами физической и математической постановки задач гидроаэродинамики, возникающих при создании новых типов Л.А., современными подходами к моделированию сложных течений жидкости и газа с учетом их реальных свойств, приобретением студентами знаний и практических навыков в области численного моделирования течений с помощью современных CFD-пакетов на примере программ ANSYS CFD и Fluent.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: Лекция, мастер-класс, Практическое занятие, Лабораторная работа.
Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: промежуточная аттестация в форме Зачет (6 семестр) ,Экзамен (7 семестр).
Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов. Программой дисциплины предусмотрены лекционные (42 часов), практические (10 часов), лабораторные (16 часов) занятия и (121 часов) самостоятельной работы студента. Целью курса является:
- Дать студентам основные понятия в области постановки задач численного моделирования в гидроаэродинамике, теории разностных схем, численных методов решения уравнений Навье-Стокса, Эйлера, Прандтля.
- Дать студентам базовые знания в области моделирования турбулентных течений, современных математических моделей турбулентности, основанных на применении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса и гипотезы Буссинеска, а также по современному состоянию теории турбулентности.
- Приобретение студентом знаний и практических навыков в области численного моделирования течений с помощью современных CFD-пакетов на примере программ ANSYS CFD и Fluent, необходимых будущему инженеру-аэродинамику в его практической деятельности по созданию летательных аппаратов новых типов и в других смежных областях.
- Приобретение опыта самостоятельного численного решения задач гидроаэромеханики с использованием пакета ANSYS Fluent.
Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Численное моделирование в гидроаэродинамике »
Cодержание учебных занятий
-
Лекции
1.1.1. Введение (АЗ: 2, СРС: 1)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
Описание: Содержание и задачи курса. Литература. Краткие исторические сведения о развитии вычислительной гидроаэродинамики. Роль численного эксперимента среди других методов решения задач гидроаэродинамики.
1.2.1. Постановка задачи численного моделирования (АЗ: 2, СРС: 2)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.2.2. Классификация уравнений аэрогидромеханики. (АЗ: 2, СРС: 2)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.3.1. Типы разностных схем (АЗ: 2, СРС: 1)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.3.2. Свойства разностных схем (АЗ: 2, СРС: 1)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.3.3. Сходимость и устойчивость разностных схем (АЗ: 4, СРС: 4)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.4.1. Явные разностные схемы (АЗ: 2, СРС: 1)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.4.2. Неявные схемы. (АЗ: 2, СРС: 1)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.4.3. Компактные разностные схемы (АЗ: 4, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.4.4. Метод “распада разрыва” (АЗ: 2, СРС: 2)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.1.1. Метод конечного объема (МКО) (АЗ: 2, СРС: 2)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.1.2. Выбор размещения переменных на сетке в МКО (АЗ: 2, СРС: 2)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.1.3. Методы SIMPLE, SIMPLEС, PISO (АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.2.1. Типы расчетных сеток (АЗ: 2, СРС: 2)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.2.2. Методы построения расчетных сеток (АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.3.1. Проблема возникновения турбулентности. Общие подходы к ее описанию (АЗ: 2, СРС: 2)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.3.2. Алгебраические модели турбулентности. (АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.3.3. Модели с одним дифференциальным уравнением (АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.3.4. Модели с двумя дифференциальными уравнениями (АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
-
Практические занятия
1.3.1. Постронение структурированной расчетной сетки на двумерной плоскости около профиля NACA-0012 в пакете ANSYS CFD. Экспорт расчетной сетки. (АЗ: 2, СРС: 4)
Форма организации: Практическое занятие
1.3.2. Задание начальных и граничных условий, выбор и задание модели турбулентности, численное моделирование течения около профиля NACA-0012. (АЗ: 2, СРС: 4)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Задание начальных и граничных условий, выбор и задание модели турбулентности, численное моделирование течения около профиля NACA-0012 с помощью пакета ANSYS Fuent. Контроль сходимости результатов расчета
1.3.3. Постпроцессор программы ANSYS Fluent. Обработка и анализ результатов рещения задачи об обтекании профиля NACA-0012. (АЗ: 2, СРС: 4)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Постпроцессор программы ANSYS Fluent. Обработка и анализ результатов рещения задачи об обтекании профиля NACA-0012. Построение полей скорости, давления, линий тока около профиля
1.3.4. Построение трехмерной структирурованной расчетной сетки около крыла с профилем NACA-00175. Различные топологии разностной сетки. (АЗ: 2, СРС: 4)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Построение трехмерной структирурованной расчетной сетки около крыла с профилем NACA-00175. Различные топологии разностной сетки. Применение функий сглаживания сеточных линий
1.3.5. Постронение трехмерной неструктурированной расчетной сетки около 3D твердотельной модели диижабля с гондолой и оперением. Анализ качества сетки. (АЗ: 2, СРС: 4)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Постронение трехмерной неструктурированной расчетной сетки около 3D твердотельной модели диижабля с гондолой и оперением. Анализ качества расчетной сетки
-
Лабораторные работы
2.2.1. Задание начальных и граничных условий, численное моделирование течения около дирижабля с помощью пакета ANSYS Fuent. Контроль сходимости результатов. (АЗ: 4, СРС: 5)
Форма организации: Лабораторная работа
2.2.2. Постпроцессор программы ANSYS Fluent. Обработка и анализ результатов рещения задачи об обтекании дирижабля трехмерным потоком несжимаемого газа. Постр (АЗ: 4, СРС: 5)
Форма организации: Лабораторная работа
2.2.3. Предельные возможности современного пакета ANSYS Fluent: задачи с вращением, с поверхностью раздела сред, с горением, химичесими реакциями и конденсац (АЗ: 8, СРС: 10)
Форма организации: Лабораторная работа
-
Типовые задания
Приложение 3
к рабочей программе дисциплины
«Численное моделирование в гидроаэродинамике »
Прикрепленные файлы
Численое моделирование течения вязкого сжимаемого газа..doc
Блок №2 Численное моделирование в гидроаэродинамике II
Курсовая работа(проект) №1 Численое моделирование течения вязкого сжимаемого газа.
Трудоемкость(объем часов): 40
Тематика: Численое моделирование течения вязкого сжимаемого газа.
Типовые варианты:
-
Моделирование течения с горением в 2D канале плоского воздухозаборного устройства перспективного гиперзвукового летательного аппарата.
-
Моделирование образования -образного скачка уплотнения в окресности профиля NACA-0012.
-
Моделирование образования отошедшей ударной волны около спускаемого аппарата сегментально-конической формы.
Зачет (6 семестр).doc
Промежуточная аттестация №1
Зачет (6 семестр)
Семестр: 6
Вид контроля: Зч
Вопросы:
| 1 | Роль численного эксперимента среди других методов решения задач гидроаэродинамики |
| 2 | Физическая и математическая постановка задачи численного моделирования |
| 3 | Основные уравнения вычислительной гидроаэродинамики. |
| 4 | Представление уравнений в консервативной форме (сильный и слабый вид), матричной форме |
| 5 | Классификация уравнений аэрогидромеханики. |
| 6 | Свойства уравнений эллиптического, параболического и гиперболического типов. |
| 7 | Граничные и начальные условия. Корректность постановки задачи |
| 8 | Виды существующих численных методов. |
| 9 | Конечно-разностный метод. |
| 10 | Типы разностной аппроксимации дифференциальных операторов. |
| 11 | Свойства разностных схем: сходимость, аппроксимация, устойчивость, консервативность, монотонность и другие. |
| 12 | Условие устойчивости Куранта-Фридрихса-Леви. |
| 13 | Теорема о связи между сходимостью, устойчивостью и аппроксимацией разностных схем. |
| 14 | Признаки устойчивости простейших разностных схем. |
| 15 | Явные разностные схемы, основанные на центрированных конечных разностях. Схемы Лакса и Лакса-Вендроффа. |
| 16 | Разностная схема Мак-Кормака для расчета течения невязкого газа. |
| 17 | Неявные схемы. "тета"- метод. |
| 18 | Компактные разностные схемы третьего порядка точности. |
| 19 | Метод Толстых для одномерного уравнения переноса. |
| 20 | Расщепление потоков по Стейгеру-Уормингу. |
| 21 | Разностная схема с односторонними направленными разностями против потока для расчета течения невязкого газа. |
| 22 | Противотоковая центрированная консервативная разностная схема для расчета течения невязкого газа. |
| 23 | Монотонные аппроксимации производных в уравнении Эйлера. |
| 24 | Метод “распада разрыва” С.К.Годунова для расчета течения невязкого газа. |
| 25 | Схема уменьшения полной вариации Ами Хартена. |
| 26 | Метод Роу, основанный на линеаризованном решении задачи о распаде разрыва. |
Экзамен (7 семестр).doc















