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[nicht vorhanden] Advanced Computational Fluid Mechanics (Numerical Fluid Mechanics 2)
[M2S21b]

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Advanced Computational Fluid Dynamics- bauiM2S21-NS2

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Modul: Advanced Computational Fluid Dynamics [bauiM2S21-NS2]


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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