Μαθησιακά Αποτελέσματα
Η διδασκαλία αποσκοπεί στην εκμάθηση μεθοδολογιών προσομοίωσης ενεργειακών συστημάτων.
Κατά την διδασκαλία γίνεται επίδειξη προσομοιώσεων με χρήση εμπορικού λογισμικού ή λογισμικού ανοικτού κώδικα.
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:
• Να χρησιμοποιεί γνώσεις Υπολογιστικής Ρευστομηχανικής ώστε να μπορεί να χρησιμοποιήσει και να παραμετροποιήσει λογισμικό για την πραγματοποίηση προσομοιώσεων.
• Να ερμηνεύει και να απεικονίζει με χρήση λογισμικού, προσομοιώσεις προχωρημένων ενεργειακών προβλημάτων ενδιαφέροντος μηχανολόγου μηχανικού.
• Να αποκτήσει γνώσεις απαραίτητες για διεξαγωγή έρευνας με χρήση προσομοιώσεων ενεργειακών συστημάτων.
Γενικές Ικανότητες
• Ικανότητα κατανόησης λειτουργίας λογισμικού (εμπορικού ή ανοικτού κώδικα) προσομοίωσης.
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
• Ικανότητα να παραμετροποιεί εμπορικό λογισμικό ή λογισμικό ανοικτού κώδικα για να εκτελέσει προσομοιώσεις.
• Ικανότητα να απεικονίζει και να ερμηνεύει τα αποτελέσματα προσομοιώσεων λογισμικού για ενεργειακά προβλήματα μηχανικού.
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ
Κατάστρωση Μερικών Διαφορικών Εξισώσεων για προσομοίωση ενεργειακών συστημάτων μέσω γενικευμένων νόμων Διατήρησης, Μεταφοράς, Παραγωγής ή Κατανάλωσης. Αλγεβρικοποίηση και Υπολογιστική επίλυση μέσω τεχνικών δημιουργίας πλέγματος. Σχήματα χωροχρονικής διακριτοποίησης, έλεγχος πλέγματος. Γενική δομή λογισμικών προσομοίωσης. Μοντελοποίηση σύνθετων φυσικών προβλημάτων. Μοντέλα τύρβης, συμπιεστής ασυμπίεστης ροής, υποηχητικών και υπερηχητικών ροών. Εμπορικοί κώδικες προσομοίωσης ή λογισμικά ανοικτού κώδικα. Επίλυση Μηχανολογικών προβλημάτων με χρήση διαθέσιμων για κάθε περίπτωση λογισμικών. Εκτίμηση αποτελεσμάτων και σύγκρισή τους με πειραματικά δεδομένα με στόχο την βελτίωση της υπολογιστικής διεργασίας.
Μελέτη προβλημάτων: Μίξη ροής διαφορετικών θερμοκρασιών σε σωλήνα, συμπιεστή και ασυμπίεστη ροή πάνω από πτέρυγα. Μεταφορά μάζας και θερμότητας σε εξαρτήματα. Μελέτη κλιματισμού σε δωμάτιο.
ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ-ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
• Anders Logg • Kent-Andre Mardal • Garth N. Wells, Automated Solution of Differential Equations by the Finite Element Method, The FEniCS Book, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012, ISBN 978-3-642-23098-1, DOI 10.1007/978-3-642-23099-8.
• Hans Petter Langtangen, Anders Logg, Solving PDEs in Python-The FEniCS Tutorial Volume I, Springer, 2017
• ANSYS training manual, Introduction to FLUENT, release 12.0, 2009.
• OpenFoam Tutorial Guide, version v1906, 2019, OpenCFD limited.