Advanced Computational Fluid Dynamics- bauiM2S21-NS2< Zurück | Inhalt | Weiter >
Verantwortliche: M. Uhlmann
Studiengang: Bauingenieurwesen (M.Sc.)
Fach: Studienschwerpunkt "Wasser und Umwelt" (SP 2)
ECTS-Punkte | Zyklus | Dauer |
6 | Jedes 2. Semester, Sommersemester | 1 |
Qualifikationsziele
Die Studierenden sind in der Lage, einfache Strömungsprobleme basierend auf den Navier-Stokes Gleichungen selbständig numerisch zu lösen. Dazu gehört der Entwurf einer Lösungsmethode, die Analyse von deren Eigen- schaften (Stabilität, Präzision, Rechenaufwand), die algorithmische Implementierung, die Validierung mittels ge- eigneter Testfälle, und schließlich die Dokumentation und Kommunikation der Ergebnisse. Darüberhinaus werden die Studierenden in die Lage versetzt, Techniken zur Nutzung massiv paralleler Rechensysteme zur Lösung von Strömungsproblemen hinsichtlich Effizienz und Anwendbarkeit zu bewerten und auf Modellprobleme anzuwenden.
Erfolgskontrolle, gemäß SPO Bauingenieurwesen (M.Sc.)
benotete Prüfungsleistung | LP | Art | Dauer / Umfang | Prüfungsverantwortliche |
Parallel Programming Techni- ques Numerical Fluid Mechanics II | 3
3 | schriftlich (§ 4 Abs. 2 Nr. 1) mündlich | 60 min.
30 min. | M. Uhlmann
M. Uhlmann |
| | (§ 4 Abs. 2 Nr. 2) | | |
Bildung der Modulnote
Modulnote ist nach Leistungspunkten gewichteter Durchschnitt aus Noten der Teilprüfungen
Bedingungen
Modul Numerical Fluid Mechanics [bauiM2P5-NUMFLMECH] bzw. Advanced Fluid Mechnics [bauiM2P9-ADVFM]
Empfehlungen
numerische Behandlung von partiellen Differentialgleichungen, eingehende Erfahrung im Programmieren
Lehrveranstaltungen im Modul
Nr. | Lehrveranstaltung | LV-Typ | SWS | Sem. | Lehrveranstaltungs- verantwortliche |
6221807 | Parallel Programming Techniques for Engineering Problems | V | 1 | S | M. Uhlmann |
6221808
6221809 | Übungen zu Parallel Programming Techniques for Engineering Problems Numerical Fluid Mechanics II | Ü
V | 1
1 | S
S | M. Uhlmann
M. Uhlmann |
6221810 | Übungen zu Numerical Fluid Mecha- nics II | Ü | 1 | S | M. Uhlmann |
Arbeitsaufwand
Präsenzzeit (1 SWS = 1 Std. x 15 Wo.): Vorlesungen, Übungen: 60 Std.
Selbststudium:
Vor- und Nachbereitung: 60 Std. Prüfungsvorbereitung und Prüfung: 60 Std.
Summe: 180 Std.
Inhalt
Parallele Programmiertechniken:
Bauingenieurwesen (M.Sc.)
Modulhandbuch mit Stand 27.09.2016 155
4 MODULE 4.2 Module Studienschwerpunkt 2: Wasser und Umwelt
• Architektur und Klassifizierung paralleler Rechner
• parallele Effizienz (speedup, scaling, latency, load-balancing, Amdahl’s law)
• Paradigmen der parallelen Programmierung
• Desing eines parallelen Programmes
• allgemeine Strategien zur Parallelisierung von Algorithmen
• Einführung in den MPI Standard
• Realisierung verschiedener paralleler Algorithmen durch Teilnehmer (praktischer Kurs) Numerische Strömungsmechanik II:
• effiziente Lösung der inkompressiblen Navier-Stokes Gleichungen
• Gittergeneration
• Nutzung eines kommerziellen CFD Paketes
• benutzerseitige Erweiterung des existierenden Softwarepaketes um zusätzliche Module
Anmerkungen
Literatur:
C. Hirsch "Numerical computation of internal and external flows" Butterworth-Heinemann, 2nd edition, 2007.
J.H. Ferziger and M. Peric "Computational Methods for Fluid Dynamics", Springer, 3rd edition, 2001.
N. Carriero "How to Write Parallel Programs: A First Course", MIT Press, 1990.
T.G. Mattson, B.A. Sanders, B.L. Massingill "Patterns for Parallel Programming" Addison-Wesley, 2004.
M. Snir, S. Otto, S. Huss-Lederman, D. Walker, J. Dongarra "MPI: The Complete Reference", MIT Press, 1995.
Bauingenieurwesen (M.Sc.)
Modulhandbuch mit Stand 27.09.2016 156
4 MODULE 4.2 Module Studienschwerpunkt 2: Wasser und Umwelt
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