{"id":2269,"date":"2016-03-08T11:39:12","date_gmt":"2016-03-08T10:39:12","guid":{"rendered":"http:\/\/www.mi.uni-koeln.de\/NumSim\/?page_id=2269"},"modified":"2019-11-11T15:44:35","modified_gmt":"2019-11-11T14:44:35","slug":"uebungen-numerische-simulation-14722-0028","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.mi.uni-koeln.de\/NumSim\/teaching\/numerische-simulation-14722-0027\/uebungen-numerische-simulation-14722-0028\/","title":{"rendered":"\u00dcbungen Numerische Simulation (14722.0028)"},"content":{"rendered":"<p>In den \u00dcbungen zur Vorlesung Numerische Simulation werden die theoretischen und insbesondere die praktischen Aspekte der numerischen Str\u00f6mungsmechanik vertieft. Die \u00dcbungen werden als vier gro\u00dfe Projektaufgaben gestellt, welche die Studierenden unter Anleitung bearbeiten. Dabei werden insbesondere die in der Vorlesung konstruierten Verfahren von Studierenden in einem Computerprogramm (Programmiersprache beliebig) implementiert und validiert.<\/p>\n<p><strong>\u00dcbungstermine und -orte:<\/strong><br \/>\nNach Absprache im B\u00fcro von Niklas Wintermeyer und Dr. Andrew Winters bzw. Marvin Bohm und Lucas Friedrich, Gyrhofstr. 8b, 1. OG<\/p>\n<p><strong>\u00dcbungsaufgaben:<\/strong><br \/>\nZu Beginn des Semesters werden vier umfangreiche Projekte zur Vertiefung und Implementierung der in den Vorlesungen vorgestellten Verfahren hier hochgeladen. Die Studenten m\u00fcssen sich in Gruppen von bis zu drei Personen in der ersten Vorlesungswoche f\u00fcr <span style=\"text-decoration: underline;\">ein<\/span> Projekt entscheiden und haben f\u00fcr die Bearbeitung jeweils das gesamte Semester lang Zeit. Jede Gruppe muss sich zu ihrem Projekt einen l\u00e4ssigen(!) Gruppennamen ausdenken (Hinweis: Es gibt zu jedem Projekt einen richtigen Gruppennamen!). Die Projekte sind in Meilensteine mit empfohlenen Bearbeitungszeiten unterteilt. Bis zum Semesterende (Deadline letzter Meilenstein) muss von jeder Gruppe eine mit LaTeX erstellte PDF-Datei zusammen mit den entsprechenden Quellcode-Dateien per Mail an ihren jeweiligen Betreuer eingereicht werden. In der Mail selber sowie auf dem Titelblatt der PDF-Datei sollten der Gruppenname sowie die Namen, Matrikelnummern und E-Mail-Adressen aller Gruppenmitglieder vermerkt werden. Desweiteren sollte die PDF-Datei eine vollst\u00e4ndige und korrekte Ausarbeitung aller nachfolgenden Aufgaben beinhalten, d.h. s\u00e4mtliche Herleitungen, Grafiken, Tabellen, Bilder, Erkl\u00e4rungen und Interpretationen der Resultate. Dabei sollte auf eine entsprechende Formatierung, Rechtschreibung und ggf. sinnvolle Beschriftung von Bildern und Grafiken (Achsen, Legende, etc.) besonders Acht gegeben werden. Die Programmieraufgaben k\u00f6nnen in einer beliebigen Programmiersprache bearbeitet werden &#8211; jedoch sollten die Quellcode-Dateien \u00fcbersichtlich aufgebaut und ausreichend kommentiert sein. <span style=\"text-decoration: underline;\">Unvollst\u00e4ndige, versp\u00e4tete oder offensichtlich falsche Abgaben werden nicht akzeptiert.<\/span><\/p>\n<p>Zudem muss jede Gruppe die erzielten Ergebnisse in der letzten Vorlesungswoche in Form einer Folienpr\u00e4sentation vorstellen. Bei R\u00fcckfragen k\u00f6nnen Sie sich jederzeit per Mail bei Ihrem Betreuer melden oder nach Terminabsprache in dessen B\u00fcro vorbeikommen.<\/p>\n<p><span style=\"text-decoration: underline;\">Um die Zulassungskriterien f\u00fcr die abschlie\u00dfenden Pr\u00fcfungen im Juli zu erf\u00fcllen, m\u00fcssen die Projekte entsprechend der obigen Angaben bearbeitet werden!<\/span><\/p>\n<p><!--\n\n<strong><span style=\"color: #0000ff;\">Project Hal's Kitchen<\/span> (Lucas Friedrich)\n<\/strong>In diesem Projekt geht es (wie in der K\u00fcche) hei\u00df zur Sache. F\u00fcr diverse Problemstellungen ist es notwendig bestimmte Bereiche des Rechengebietes fein aufzul\u00f6sen, w\u00e4hrend dies nicht auf der ganzen Dom\u00e4ne erforderlich ist. Diesbez\u00fcglich werden Kopplungsverfahren programmiert, damit nicht-konforme Gitterzellen verkn\u00fcpft werden k\u00f6nnen. Um zus\u00e4tzlich die Beschaffenheit des Gitters zu steuern, werden sogenannte <em>adaptive Gitterzellen<\/em> implementiert. Abschlie\u00dfend werden diese Verfahren auf das Doppelspaltexperiment angewandt, um die Ausbreitung von Licht (Teilchen oder Welle?) zu simulieren.\n<span style=\"color: #0000ff;\"><a style=\"color: #0000ff;\" title=\"Folien\" href=\"\/aggass\/prot\/documents_numerikpdgl3_ss16\/folien\/Folien_HalsKitchen.pdf\">Folien<\/a><\/span>\n<span style=\"color: #0000ff;\"><a style=\"color: #0000ff;\" title=\"Projekt\" href=\"\/aggass\/prot\/documents_numerikpdgl3_ss16\/projects\/HalsKitchen.pdf\">Projekt<\/a><\/span>\n<span style=\"color: #0000ff;\"><a style=\"color: #0000ff;\" title=\"Literatur\" href=\"\/aggass\/prot\/documents_numerikpdgl3_ss16\/projects\/HK_Literatur.zip\">Literatur<\/a><\/span>\n\n<strong><span style=\"color: #0000ff;\">Project Tritium Actuator<\/span> (Marvin Bohm)<\/strong>\nSimulationen von magnetohydrodynamischen Str\u00f6mungen bez\u00fcglich elektrisch leitender Fluide spielen eine zentrale Rolle in diversen Forschungsgebieten wie zum Beispiel der Untersuchung von Str\u00f6mungsverhalten in der Metallurgie oder Plasmen in stellaren Atmosph\u00e4ren und Fusionsreaktoren. Dabei ist das betrachtete Fluid von magnetischen und elektrischen Feldern durchdrungen und kann mittels der idealen bzw. resistiven MHD Gleichungen beschrieben werden. Ziel des Projektes ist es, die zweidimensionalen, resistiven MHD Gleichungen mittels des DGSEM Verfahrens numerisch zu l\u00f6sen und durch die Einbindung von geeigneten Tools wie das sogenannte <em>Shock Capturing<\/em> und <em>Divergence Cleaning <\/em>Str\u00f6mungsbeispiele wie den magnetischen Rotor oder eine turbulente Plasmawolke zu simulieren.\n<span style=\"color: #0000ff;\"><a style=\"color: #0000ff;\" title=\"Folien\" href=\"\/aggass\/prot\/documents_numerikpdgl3_ss16\/folien\/Folien_TritiumActuator.pdf\">Folien<\/a><\/span>\n<span style=\"color: #0000ff;\"><a style=\"color: #0000ff;\" title=\"Projekt\" href=\"\/aggass\/prot\/documents_numerikpdgl3_ss16\/projects\/TritiumActuator.pdf\">Projekt<\/a><\/span>\n<span style=\"color: #0000ff;\"><a style=\"color: #0000ff;\" title=\"Literatur\" href=\"\/aggass\/prot\/documents_numerikpdgl3_ss16\/projects\/TA_Literatur.zip\">Literatur<\/a><\/span>\n\n<strong><span style=\"color: #0000ff;\">Project King Koopa's Dryland<\/span> (Niklas Wintermeyer)<\/strong>\nZur Simulation globaler Ph\u00e4nomene wie etwa Klimawandel, Wettervorhersagen und Ausbreitung von Tsunamiwellen\u00a0m\u00fcssen entsprechende Gleichungen auf einem Gebiet gel\u00f6st werden, welches die Erde repr\u00e4sentiert. In diesem Projekt wird deshalb das DGSEM Verfahren f\u00fcr die Shallow-Water Gleichungen auf der Sph\u00e4re thematisiert. Zuerst wird dazu ein entsprechender Gitter-Generator entworfen. Anschlie\u00dfend wird das Mapping umgesetzt und Metrikterme berechnet. Abschlie\u00dfend werden alle Bausteine in einem DGSEM-Code implementiert\u00a0und dieser verifiziert.\n<span style=\"color: #0000ff;\"><a style=\"color: #0000ff;\" title=\"Folien\" href=\"\/aggass\/prot\/documents_numerikpdgl3_ss16\/folien\/Folien_KingKoopasDryland.pdf\">Folien<\/a><\/span>\n<span style=\"color: #0000ff;\"><a style=\"color: #0000ff;\" title=\"Projekt\" href=\"\/aggass\/prot\/documents_numerikpdgl3_ss16\/projects\/KingKoopasDryland.pdf\">Projekt<\/a><\/span>\n<span style=\"color: #0000ff;\"><a style=\"color: #0000ff;\" title=\"Literatur\" href=\"\/aggass\/prot\/documents_numerikpdgl3_ss16\/projects\/KKD_Literatur.7z\">Literatur<\/a><\/span>\n\n<strong><span style=\"color: #0000ff;\">Project Cobra Cockpit<\/span> (Andrew Winters)\n<\/strong>In diesem Projekt wird eine Einf\u00fchrung in die Stabilit\u00e4tstheorie, Analyse und Implementierung von DG Verfahren h\u00f6herer Ordnung hinsichtlich turbulenter Str\u00f6mungen gegeben. Dazu wird die einfache Turbulenzstruktur des <em>Taylor Green Vortex (TGV)<\/em> betrachtet. Des Weiteren beinhaltet das Projekt Aspekte der dreidimensionalen Simulation sowie Parallelisierung mittels MPI.\n\n--><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In den \u00dcbungen zur Vorlesung Numerische Simulation werden die theoretischen und insbesondere die praktischen Aspekte der numerischen Str\u00f6mungsmechanik vertieft. Die \u00dcbungen werden als vier gro\u00dfe Projektaufgaben gestellt, welche die Studierenden unter Anleitung bearbeiten. 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