0x010088F6312065A70A44B630A6848498EAD80093CFEAFE161DC94D83C7C5C9A5A748B8

The course has been given for 4 Phd Students and teaching has been done as planned.

NTNU:TIA:REST

Institutt for bygg- og miljøteknikk

Department of Civil and Environmental Engineering

Ingen hjelpemidler tillatt.

Engelsk

Mer om vurdering

Øvinger er obligatorisk for å delta i eksamen. Muntlig: 100/100. For å få bestått i emnet kreves det en score på minimum 70 prosent (70 av 100 poeng). Hjelpemiddelkode: E

Anbefalte forkunnskaper

Numerisk strømningsmekanikk og programmering bakgrunn er anbefalt.

Forkunnskapskrav

TVM4116 Hydromekanikk og TBA4270 Kystteknikk eller tilsvarende og Matlab/Phyton.

Faglig innhold

Kurset presenterer de underliggende prinsippene for numerisk modellering av marine strømmer med komplekse frie overflater ved bruk av en numerisk bølgetank. Slike typer strømmer opptrer blant annet når krappe ikke-lineære bølger bryter enten på dypt vann eller når de forplanter seg inn over grunnere vann. De numeriske metodene som læres, fanger den komplekse frie overflaten ved modellering av tofasestrømning og løsning av de tre-dimensjonale Navier-Stokes-ligningene. De numeriske metodene for behandling av grenseovergangen mellom luft og vann, romlig og tidsmessig diskretisering, parallell databehandling presenteres. De mest sentrale delene i en numerisk bølgetank gjennomgås, disse er bølgegenereringen, bølgeabsorpsjonen og de unike numeriske aspektene ved simulering av bølgeforplanting. Andre sentrale temaer innen marin- og kyst-teknikk som modellering av strømning i porøse strukturer, flytende legemer og sediment-transport er også introdusert. I tillegg blir muligheten til å bruke den todimensjonale dybdeintegrerte versjonen av den numeriske bølgetanken beskrevet, noe som muliggjør stor-skala faseoppløst bølgemodellering med ikke-hydrostatisk trykkfordeling eller andre dispersjonsbetingelser. I øvingene benyttes CFD-programmet REEF3D. REEF3D er et open-source program utviklet ved Institutt for bygg- og miljøteknikk, NTNU. Alle numeriske teknikker og modeller beskrevet i forelesningene er alle inkludert i REEF3D.

Kursmateriell

Læringsutbytte

Kunnskaper: Etter fullført emne skal studenten ha kunnskap om: - CFD for numeriske bølgetank - numerisk metoder for complex fri vannoverflate - numeriske bølgetank (bølger generasjon, bølge demping, bølge forplanting) - paralel simulasjon (domain decomposition, message passing interface, parallel løsning av Poisson matrix) - algoritme for porøse strukturer - algoritme for sediment transport i en numerisk bølgetank - 6DOF algorithme - fase oppløst stor skala bølgeberegning Ferdigheter: Etter fullført emne skal studenten ha ferdigheter om: - bruk av numeriske metoder for marin strømning med fri vannoverflate - utvalg av fysiske rammebetingelser for bølge generasjon og bølge demping - kompilere og installere den open-source hydrodynamikk modellen REEF3D - være i stand til å simulere en bred utvalg av marin strømningsproblemer med fri vannoverflate - være i stand til å kjøre simulasjoner på NOTUR's supercomputer Generell kompetanse: Etter fullført emne skal studenten ha kompetanse om: -innsikt i CFD-basert numeriske bølge tank og kritisk vurdering av resultater fra strømningstekniske simuleringsprogram.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og simuleringsoppgaver. Undervisningen gis på engelsk.

Øvinger

Avansert numerisk modellering av marin strømning med fri vannoverflate

Vassdragsteknikk

Anvendt og industriell matematikk

Kystteknikk

Strømningsmekanikk

Marin hydrodynamikk

Ingeniørvitenskap - doktorgrad (ph.d.)

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(18732)/FieldValuesAsText

The course covers the underlying principles of numerical modeling of marine flows with complex free surfaces with a numerical wave tank. Through lectures and exercises, the students get in-depth knowledge in the theory and software implementation as well as application for CFD-based numerical wave tanks. The knowledge needs for PhD students in coastal engineering and marine hydrodynamics are addressed.

After completion of this course, the student will have knowledge on:- the CFD Fundamentals of a numerical wave tank - free surface treatment with interface capturing - Numerical Wave Tanks- parallel computing - sediment transport calculation in a CFD-based numerical wave tank - 6DOF algorithm for fluid-structure-interaction Based on student interaction and exams, these goals were achieved. After completion of this course, the student will have skills on: - practical use of numerical methods for marine flows with complex free surfaces - selection of physical boundary conditions for wave generation and absorption - compilation and installation of the open-source hydrodynamics model REEF3D - setting up simulations for a range of marine flow problems with a complex free surface - running simulations on NOTUR's supercomputer facilities These skills were acquired though the exercises

Øvinger: 40/100. Muntlig: 60/100. For å få bestått i emnet kreves det en score på minimum 70 prosent (70 av 100 poeng). Hjelpemiddelkode: E 

Kurset presenterer de underliggende prinsippene for numerisk modellering av marine strømmer med komplekse frie overflater ved bruk av en numerisk bølgetank. Slike typer strømmer opptrer blant annet når krappe ikke-lineære bølger bryter enten på dypt vann eller når de forplanter seg inn over grunnere vann. De numeriske metodene som læres, fanger den komplekse frie overflaten ved modellering av tofasestrømning og løsning av de tre-dimensjonale Navier-Stokes-ligningene. De numeriske metodene for behandling av grenseovergangen mellom luft og vann, romlig og tidsmessig diskretisering, parallell databehandling presenteres. De mest sentrale delene i en numerisk bølgetank gjennomgås, disse er bølgegenereringen, bølgeabsorpsjonen og de unike numeriske aspektene ved simulering av bølgeforplanting. Andre sentrale temaer innen marin- og kyst-teknikk som modellering av strømning i porøse strukturer, flytende legemer og sediment-transport er også introdusert. I tillegg blir muligheten til å bruke den todimensjonale dybdeintegrerte versjonen av den numeriske bølgetanken beskrevet, noe som muliggjør stor-skala faseoppløst bølgemodellering med ikke-hydrostatisk trykkfordeling eller andre dispersjonsbetingelser. I øvingene benyttes CFD-programmet REEF3D. REEF3D er et open-source program utviklet ved Institutt for bygg- og miljøteknikk, NTNU. Alle numeriske teknikker og modeller beskrevet i forelesningene er alle inkludert i REEF3D. 

Kunnskaper: Etter fullført emne skal studenten ha kunnskap om: - CFD for numeriske bølgetank - numerisk metoder for complex fri vannoverflate - numeriske bølgetank (bølger generasjon, bølge demping, bølge forplanting) - paralel simulasjon (domain decomposition, message passing interface, parallel løsning av Poisson matrix) - algoritme for porøse strukturer - algoritme for sediment transport i en numerisk bølgetank - 6DOF algorithme - fase oppløst stor skala bølgeberegning Ferdigheter: Etter fullført emne skal studenten ha ferdigheter om: - bruk av numeriske metoder for marin strømning med fri vannoverflate - utvalg av fysiske rammebetingelser for bølge generasjon og bølge demping - kompilere og installere den open-source hydrodynamikk modellen REEF3D - være i stand til å simulere en bred utvalg av marin strømningsproblemer med fri vannoverflate - være i stand til å kjøre simulasjoner på NOTUR's supercomputer Generell kompetanse: Etter fullført emne skal studenten ha kompetanse om: -innsikt i CFD-basert numeriske bølge tank og kritisk vurdering av resultater fra strømningstekniske simuleringsprogram. 

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(13171)/FieldValuesAsText

After completion of this course, the student will have knowledge on:- the CFD Fundamentals of a numerical wave tank- free surface treatment with interface capturing- Numerical Wave Tanks- parallel computing- sediment transport calculation in a CFD-based numerical wave tank- 6DOF algorithm for fluid-structure-interactionBased on student interaction and exams, these goals were achieved. After completion of this course, the student will have skills on:- practical use of numerical methods for marine flows with complex free surfaces- selection of physical boundary conditions for wave generation and absorption- compilation and installation of the open-source hydrodynamics model REEF3D- setting up simulations for a range of marine flow problems with a complex free surface- running simulations on NOTUR's supercomputer facilitiesThese skills were acquired though the exercises

<ul><li>due to corona: online lectures</li><li>exercises</li></ul>

<ul><li>oral exam 60%</li><li>exercises 40%</li></ul>

Øvinger:	40/100. 		
Muntlig:	60/100. 

For å få bestått i emnet kreves det en score på minimum 70 prosent (70 av 100 poeng).

Hjelpemiddelkode: E

Kurset presenterer de underliggende prinsippene for numerisk modellering av marine strømmer med komplekse frie overflater ved bruk av en numerisk bølgetank. Slike typer strømmer opptrer blant annet når krappe ikke-lineære bølger bryter enten på dypt vann eller når de forplanter seg inn over grunnere vann. De numeriske metodene som læres, fanger den komplekse frie overflaten ved modellering av tofasestrømning og løsning av de tre-dimensjonale Navier-Stokes-ligningene. De numeriske metodene for behandling av grenseovergangen mellom luft og vann, romlig og tidsmessig diskretisering, parallell databehandling presenteres. De mest sentrale delene i en numerisk bølgetank gjennomgås, disse er bølgegenereringen, bølgeabsorpsjonen og de unike numeriske aspektene ved simulering av bølgeforplanting. Andre sentrale temaer innen marin- og kyst-teknikk som modellering av strømning i porøse strukturer, flytende legemer og sediment-transport er også introdusert. I tillegg blir muligheten til å bruke den todimensjonale dybdeintegrerte versjonen av den numeriske bølgetanken beskrevet, noe som muliggjør stor-skala faseoppløst bølgemodellering med ikke-hydrostatisk trykkfordeling eller andre dispersjonsbetingelser.

I øvingene benyttes CFD-programmet REEF3D. REEF3D er et open-source program utviklet ved Institutt for bygg- og miljøteknikk, NTNU. Alle numeriske teknikker og modeller beskrevet i forelesningene er alle inkludert i REEF3D.

Kunnskaper:  
Etter fullført emne skal studenten ha kunnskap om:
- CFD for numeriske bølgetank
- numerisk metoder for complex fri vannoverflate
- numeriske bølgetank (bølger generasjon, bølge demping, bølge forplanting)
- paralel simulasjon (domain decomposition, message passing interface, parallel løsning av Poisson matrix)
- algoritme for porøse strukturer
- algoritme for sediment transport i en numerisk bølgetank
- 6DOF algorithme
- fase oppløst stor skala bølgeberegning

Ferdigheter:
Etter fullført emne skal studenten ha ferdigheter om:
- bruk av numeriske metoder for marin strømning med fri vannoverflate
- utvalg av fysiske rammebetingelser for bølge generasjon og bølge demping
- kompilere og installere den open-source hydrodynamikk modellen REEF3D
- være i stand til å simulere en bred utvalg av marin strømningsproblemer med fri vannoverflate
- være i stand til å kjøre simulasjoner på NOTUR's supercomputer

Generell kompetanse: 
Etter fullført emne skal studenten ha kompetanse om:
-innsikt i CFD-basert numeriske bølge tank og kritisk vurdering av resultater fra strømningstekniske simuleringsprogram.

Bygg, anlegg og transport - doktorgrad (ph.d.)

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(7011)/FieldValuesAsText

Avansert numerisk modellering av marin strømning med fri vannoverflate - BA8404