The Finite Volume Method in Computational Fluid Dynamics

An Advanced Introduction with OpenFOAM® and Matlab

Author: F. Moukalled,L. Mangani,M. Darwish

Publisher: Springer

ISBN: 3319168746

Category: Technology & Engineering

Page: 791

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This textbook explores both the theoretical foundation of the Finite Volume Method (FVM) and its applications in Computational Fluid Dynamics (CFD). Readers will discover a thorough explanation of the FVM numerics and algorithms used for the simulation of incompressible and compressible fluid flows, along with a detailed examination of the components needed for the development of a collocated unstructured pressure-based CFD solver. Two particular CFD codes are explored. The first is uFVM, a three-dimensional unstructured pressure-based finite volume academic CFD code, implemented within Matlab. The second is OpenFOAM®, an open source framework used in the development of a range of CFD programs for the simulation of industrial scale flow problems. With over 220 figures, numerous examples and more than one hundred exercise on FVM numerics, programming, and applications, this textbook is suitable for use in an introductory course on the FVM, in an advanced course on numerics, and as a reference for CFD programmers and researchers.

CFD-Modellierung

Grundlagen und Anwendungen bei Strömungsprozessen

Author: Rüdiger Schwarze

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642243789

Category: Technology & Engineering

Page: 193

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In diesem kompakten Lehrbuch legt der Autor die Methodik der numerischen Simulation von Strömungsprozessen dar. Nach einer konzisen Erläuterung der Grundlagen lernen Leser das Potenzial der Methodik anhand von Anwendungsbeispielen kennen. Demonstriert werden sowohl einfache wie komplexe Probleme. Während Leser die einfachen Problemstellungen mithilfe von Open-Source-Softwarepaketen selbst bearbeitet können, sind die komplexen Beispiele aus aktuellen grundlagenorientierten und aus anwendungsnahen Forschungsprojekten des Autors abgeleitet.

Numerische Strömungsmechanik

Author: Joel H. Ferziger,Milovan Peric

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540682287

Category: Science

Page: 509

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Das Buch bietet einen Überblick über die numerischen Methoden zur Lösung strömungsmechanischer Probleme. Die in der Praxis meistgenutzten Methoden werden detailliert beschrieben. Behandelt werden auch fortgeschrittene Methoden, wie die Simulation von Turbulenzen und Parallel-Verarbeitung. Das Buch beschreibt die Grundlagen und Prinzipien der verschiedenen Methoden. Numerische Genauigkeit und Abschätzung sowie Fehlerreduktion werden detailliert mit vielen Beispielen behandelt. Alle Computercodes sind über den Server ftp.springer.de des Springer-Verlages erhältlich (Internet).

Technische Strömungslehre

Band 2: Anwendungen

Author: Bruno Eck

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662007932

Category: Technology & Engineering

Page: 222

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Multiphysics Modeling

Materials, Components, and Systems

Author: Murat Peksen

Publisher: Academic Press

ISBN: 0128119039

Category: Technology & Engineering

Page: 282

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Multiphysics Modelling: Materials, Components, and Systems focuses on situations where coupled phenomena involving a combination of thermal, fluid, and solid mechanics occur. Important fundamentals of the various physics that are required in multiphysics modelling are introduced and supported with practical problems. More advanced topics such as creep deformation, fatigue and fracture, multiphase flow or melting in porous media are tackled. 3D interactions in system architectures and energy systems such as batteries, reformer or fuel cells, and modelling of high-performance materials are exemplified. Important multiphysics modelling issues are highlighted. In addition to theory, solutions to problems, such as in linear and non-linear situations are addressed, as well as specific solutions for multiphysics modelling of fluid-solid, solid-solid and fluid-fluid interactions are given. Drawing on teaching experience, industry solutions, and the latest research, this book is the most complete guide to multiphysics modelling available for students and researchers in diverse science and engineering disciplines. Provides a thorough intro to the theory behind multiphysics modeling Covers both linear and non-linear material behaviors Helps to answer practical questions such as when to use 2D or 3D modeling

Antrieb

Author: Michael Trzesniowski

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658155353

Category: Technology & Engineering

Page: 485

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In diesem Buch lernt der Leser die wesentlichen Unterschiede zum Pkw durch die nach Baugruppen aufgeteilte Analyse kennen. So erhält er das Rüstzeug, die erworbenen detaillierten Kenntnisse in die Konstruktion und Entwicklung von Wettbewerbsfahrzeugen einzubringen. Fahrdynamische Betrachtungen helfen dem Renningenieur die gewinnbringende Abstimmung für einen Wagen zu finden. Die Fahrer werden bei der Suche nach Entwicklungswerkzeugen und -methoden fündig, um ihr Fahrzeug gezielt zu verbessern. Durch die detaillierte, in die Tiefe gehende Darstellung ist das Werk für den interessierten Motorsport-Enthusiasten ebenso geeignet wie für den in der Praxis stehenden Ingenieur, der sich den Fragen rund um Antriebe von Rennfahrzeugen zuwendet.

Rennwagentechnik

Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme

Author: Michael Trzesniowski

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658049197

Category: Technology & Engineering

Page: 1046

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Praxisnah und mit detaillierten Abbildungen werden in diesem Buch die Grundlagen der Fahrwerktechnik bei Radaufhängung, Federung, Dämpfung, Antrieb und Lenkung dargestellt. Auch der Motor kommt nicht zu kurz. So werden die wesentlichen Maßnahmen zur Leistungssteigerung gezeigt und auf die Besonderheiten einzelner Bauteile hingewiesen. Konstruktive Details wie Schnellverschlüsse, Querlenker, Antriebswellen oder Flügelprofile werden mit allen Auslegungskriterien dargestellt. Querverbindungen zum Pkw machen die Unterschiede in der Technik und in den erzielten Fahrleistungen anschaulich. Das Buch beinhaltet vertikale Luftleiteinrichtungen, Berechnung der Abtriebskräfte, Dämpferauslegung/Radlastschwankung, effektiver Mitteldruck, Aufladung, Downsizing, variable Turbinengeometrie sowie Registeraufladung. Außerdem gibt es Themen zu Hybridantriebe, Energierückgewinnung, Speicherung, Nutzbremsung (Rekuperation), Grundlagen von Gleich- und Drehstrom- sowie Reluktanzmotor, e-drive und Elektroantriebe. Auf die Erstellung eines Setups wird detailliert eingegangen. Die Entwicklungstätigkeit samt ihrer Werkzeuge inklusive Datenakquisition sowie Prüfeinrichtungen wird beschrieben.

Technische Strömungsmechanik

Theorie und Praxis

Author: Wolfgang Kümmel

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322966429

Category: Science

Page: 330

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Die Strömungsmechanik untersucht die Bewegungen und das Kräftegleichgewicht von Flüssigkeiten und Gasen. Das Buch orientiert sich dabei an den Fragen, mit denen der in der Praxis stehende Ingenieur konfrontiert wird. Ausgehend von den drei Erhaltungssätzen für Masse, Energie und Impuls werden sowohl die inkompressible Strömung bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten als auch die kompressible Strömung von Gasen bei hohen Geschwindigkeiten betrachtet.

MPI - Eine Einführung

Portable parallele Programmierung mit dem Message-Passing Interface

Author: William Gropp,Ewing Lusk,Anthony Skjellum

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3486841009

Category: Computers

Page: 387

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Message Passing Interface (MPI) ist ein Protokoll, das parallel Berechnungen auf verteilten, heterogenen, lose-gekoppelten Computersystemen ermöglicht.

Grenzschicht-Theorie

Author: H. Schlichting,Klaus Gersten

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662075547

Category: Technology & Engineering

Page: 852

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Die Überarbeitung für die 10. deutschsprachige Auflage von Hermann Schlichtings Standardwerk wurde wiederum von Klaus Gersten geleitet, der schon die umfassende Neuformulierung der 9. Auflage vorgenommen hatte. Es wurden durchgängig Aktualisierungen vorgenommen, aber auch das Kapitel 15 von Herbert Oertel jr. neu bearbeitet. Das Buch gibt einen umfassenden Überblick über den Einsatz der Grenzschicht-Theorie in allen Bereichen der Strömungsmechanik. Dabei liegt der Schwerpunkt bei den Umströmungen von Körpern (z.B. Flugzeugaerodynamik). Das Buch wird wieder den Studenten der Strömungsmechanik wie auch Industrie-Ingenieuren ein unverzichtbarer Partner unerschöpflicher Informationen sein.

Wärme- und Stoffübertragung

Author: Hans Dieter Baehr,Karl Stephan

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662496771

Category: Science

Page: 808

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Dieses bewährte Lehrbuch ist eine umfassende und gründliche Darstellung der Wärme- und Stoffübertragung. Ihre Theorie wird systematisch entwickelt, und die Lösungsmethoden aller wichtigen Probleme werden ausführlich behandelt. Alle Gebiete der Wärme- und Stoffübertragung werden dargestellt: Wärmeleitung und Diffusion, konvektiver Wärme- und Stoffaustausch, Wärmetransport beim Kondensieren und Verdampfen, Wärmestrahlung sowie die Berechnung der Wärme- und Stoffübertrager. Die 9. Auflage wurde auf den neusten Stand gebracht, so z.B. die Berechnungsgleichungen und auf Messungen basierende Korrelationen des Wärme- und Stoffübergangs oder die Stoffwerttabellen und das Literaturverzeichnis. Inhaltliche Ergänzungen betreffen vor allem die Kapitel über den Wärmeübergang bei erzwungener turbulenter Strömung, ebenso bei freier und Überlagerung von freier und erzwungener Strömung. Zudem enthalten viele Tabellen nur noch Orientierungswerte und wurden damit übersichtlicher gestaltet.

Numerische Näherungsverfahren für elliptische Randwertprobleme

Finite Elemente und Randelemente

Author: Olaf Steinbach

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322800547

Category: Mathematics

Page: 363

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Für die näherungsweise Lösung von Randwertproblemen zweiter Ordnung wird eine einheitliche Theorie der Finiten Elemente Methode und der Randelementmethode präsentiert. Neben der Stabilitäts- und Fehleranalysis wird vor allem auf effiziente Lösungsverfahren eingegangen. Für die Diskretisierung der auftretenden Randintegraloperatoren werden schnelle Randelementmethoden (Wavelets, Multipol, algebraische Techniken) mit der Darstellung durch partielle Integration verknüpft. Durch die Kopplung von FEM und BEM mittels Gebietszerlegungsmethoden können gekoppelte Randwertprobleme in komplexen Strukturen behandelt werden. Numerische Beispiele illustrieren die theoretischen Aussagen.

Technische Thermodynamik

Author: Fran Bosnjakovic,K.F. Knoche

Publisher: Birkhäuser

ISBN: 9783798511149

Category: Technology & Engineering

Page: 531

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Maß und Integral

Author: Martin Brokate,Götz Kersting

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 303460646X

Category: Mathematics

Page: 160

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Der Integralbegriff in seiner Ausprägung durch Henri Lebesgue ist ein grundlegendes Werkzeug in der modernen Analysis, Numerik und Stochastik. Für Lehrveranstaltungen zu diesen Gebieten der Mathematik bereiten die Autoren wesentliche Sachverhalte in kompakter Weise auf. Das Buch liefert Orientierung und Material für verschiedene Varianten zwei- oder vierstündiger Lehrveranstaltungen. In einem ergänzenden Abschnitt werden um den Begriff der Konvexität herum Verbünde zur Funktionalanalysis hergestellt.

Taschenatlas Physiologie

Author: Stefan Silbernagl

Publisher: Georg Thieme Verlag

ISBN: 3132410322

Category: Medical

Page: 472

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So funktioniert der menschliche Körper! In diesem Taschenatlas der Physiologie finden Sie alles, was Sie über die menschlichen Körperfunktionen und für das Verständnis der pathologischen Abweichungen wissen müssen. Freuen Sie sich auf ein Nachschlagewerk, in dem Sie das gesamte Prüfungswissen der ärztlichen Vorprüfung im Fach Physiologie rasch einsehen können. Jede Doppelseite erklärt die physiologischen Zusammenhänge prägnant in Text und Bild. Was ist neu? - Komplett überarbeitet und fachlich aktualisiert - Erweiterung um Text-Bild-Einheiten zu den Themen Alter, Neuronale Netzwerke und Diagnostische Verfahren

Finite-Elemente-Methoden

Author: Klaus-Jürgen Bathe

Publisher: DrMaster Publications

ISBN: 9783540668060

Category: Technology & Engineering

Page: 1253

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Dieses Lehr- und Handbuch behandelt sowohl die elementaren Konzepte als auch die fortgeschrittenen und zukunftsweisenden linearen und nichtlinearen FE-Methoden in Statik, Dynamik, Festkörper- und Fluidmechanik. Es wird sowohl der physikalische als auch der mathematische Hintergrund der Prozeduren ausführlich und verständlich beschrieben. Das Werk enthält eine Vielzahl von ausgearbeiteten Beispielen, Rechnerübungen und Programmlisten. Als Übersetzung eines erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs hat es sich in zwei Auflagen auch bei den deutschsprachigen Ingenieuren etabliert. Die umfangreichen Änderungen gegenüber der Vorauflage innerhalb aller Kapitel - vor allem aber der fortgeschrittenen - spiegeln die rasche Entwicklung innerhalb des letzten Jahrzehnts auf diesem Gebiet wieder. TOC:Eine Einführung in den Gebrauch von Finite-Elemente-Verfahren.-Vektoren, Matrizen und Tensoren.-Einige Grundbegriffe ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen.-Formulierung der Methode der finiten Elemente.-Formulierung und Berechnung von isoparametrischen Finite-Elemente-Matrizen.-Nichtlineare Finite-Elemente-Berechnungen in der Festkörper- und Strukturmechanik.-Finite-Elemente-Berechnungen von Wärmeübertragungs- und Feldproblemen.-Lösung von Gleichgewichtsbeziehungen in statischen Berechnungen.-Lösung von Bewegungsgleichungen in kinetischen Berechnungen.-Vorbemerkungen zur Lösung von Eigenproblemen.-Lösungsverfahren für Eigenprobleme.-Implementierung der Finite-Elemente-Methode.

Mathematik Schlüsseltechnologie für die Zukunft

Verbundprojekte zwischen Universität und Industrie

Author: K.-H. Hoffmann,Willi Jäger,Thomas Lohmann,Hermann Schunck

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642605508

Category: Mathematics

Page: 636

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Der vorliegende Band vermittelt einen aktuellen Einblick in fünfzig Verbundprojekte zwischen Hochschulinstituten und Industrieunternehmen, die gefördert werden durch das Bundesministrium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie. Die vorliegenden Artikel entstanden auf der Grundlage von Vorträgen, die anläßlich des BMBF-Statusseminars im Oktober 1995 in München gehalten wurden. Sie beschreiben sowohl die grundlegenden mathematischen Fortschritte, als auch die Ansätze zur Lösung konkreter Anwenderprobleme. Deren Spektrum reicht von der Bildverarbeitung über chemische Reaktionen, Computertomographie, Fahrzeugdynamik, Muster- und Strukturerkennung, Prozeßsteuerung und Roboter in der industriellen Praxis bis hin zu Strömungsvorgängen und Verkehrsführungssystemen.

Methode der Randelemente in Statik und Dynamik

Author: Lothar Gaul,Christian Fiedler

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3663080005

Category: Technology & Engineering

Page: 204

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Das Buch richtet sich an Studierende, Ingenieure und Naturwissenschaftler, die sich Kenntnisse der Randelementmethode erarbeiten wollen. Durch die Bereitstellung mathematischer und ingenieurwissenschaftlicher Grundlagen ist das Buch ohne Sekundärliteratur lesbar. Bereits einfache Beispiele lassen die Leistungsfähigkeit der Methode erkennen. Das Buch ist als Grundlage für Vorlesungen über die Randelementmethode besonders geeignet.

Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler

Author: Wolfgang Dahmen,Arnold Reusken

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540764933

Category: Mathematics

Page: 633

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Neben einer Einführung in alle grundlegenden numerischen Methodenbausteine illustriert das Lehrbuch anhand komplexer Anwendungen, wie diese Bausteine zu kombinieren sind. Die Themen sind so aufbereitet, dass auf Basisdarstellungen vertiefende Abschnitte folgen. Dem vorangestellt ist jeweils eine mit Beispielen untermauerte Diskussion der Begriffe Kondition und Stabilität. Das Buch ist sowohl für die Numerikausbildung im Mathematikstudium geeignet als auch für eine einsemestrige oder weiterführende Numerik-Vorlesung im Ingenieurstudium.