Introduction to the Program

Profundiza en tus conocimientos en el Modelado de la Turbulencia en Fluido o en Métodos de los Volúmenes Finitos” 

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La Dinámica de Fluidos Computacional es una de las técnicas informáticas de simulación más relevantes. Sus múltiples ventajas son aprovechadas en una gran cantidad de sectores, entre los que destaca el industrial, por ser las empresas de este ámbito las principales usuarias de la Simulación CFD. De esta forma, la demanda de ingenieros expertos con conocimientos en este sector y con habilidades avanzadas en esta técnica, no para de incrementarse.

Por este motivo, CFD Simulation in Industrial Environments ha diseñado una Postgraduate diploma en CFD Simulation in Industrial Environments, con el objetivo de dotar a los alumnos de conocimiento especializado sobre Métodos de los Volúmenes Finitos, Integración Temporal, Estructuras en Turbulencia, la Ecuación de la Energía, Postprocesado en CFD o Métodos de Simulación, entre otros muchos aspectos esenciales. Así, obtendrán las competencias necesarias para afrontar su futuro en esta área, con la máxima eficiencia posible y la capacidad de resolver cualquier inconveniente.

Todo ello, a través de una cómoda modalidad 100% online que da total libertad al alumno para organizar sus estudios y sus horarios, sin necesidad de desplazamientos. Además, pudiendo compaginar la superación de este programa con sus otras obligaciones y con la posibilidad de acceder a todo el contenido desde cualquier dispositivo con conexión a internet, sea ordenador, tablet o móvil.

Aprende a sacar el máximo rendimiento a la CFD Simulation in Industrial Environments” 

Esta Postgraduate diploma en CFD Simulation in Industrial Environments contiene el programa educativo más completo y actualizado del mercado. Sus características más destacadas son:

  • El desarrollo de casos prácticos presentados por expertos en Simulación CFD en Entornos Industriales
  • Los contenidos gráficos, esquemáticos y eminentemente prácticos con los que está concebido recogen una información científica y práctica sobre aquellas disciplinas indispensables para el ejercicio profesional
  • Los ejercicios prácticos donde realizar el proceso de autoevaluación para mejorar el aprendizaje
  • Su especial hincapié en metodologías innovadoras
  • Las lecciones teóricas, preguntas al experto, foros de discusión de temas controvertidos y trabajos de reflexión individual
  • La disponibilidad de acceso a los contenidos desde cualquier dispositivo fijo o portátil con conexión a internet

Adquiere nuevos conocimientos sobre las Buenas Prácticas y los diferentes Errores que se pueden producir en Simulación CFD”

El programa incluye en su cuadro docente a profesionales del sector que vierten en esta capacitación la experiencia de su trabajo, además de reconocidos especialistas de sociedades de referencia y universidades de prestigio.

Su contenido multimedia, elaborado con la última tecnología educativa, permitirá al profesional un aprendizaje situado y contextual, es decir, un entorno simulado que proporcionará una capacitación inmersiva programada para entrenarse ante situaciones reales.

El diseño de este programa se centra en el Aprendizaje Basado en Problemas, mediante el cual el profesional deberá tratar de resolver las distintas situaciones de práctica profesional que se le planteen a lo largo del curso académico. Para ello, contará con la ayuda de un novedoso sistema de vídeo interactivo realizado por reconocidos expertos.

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Syllabus

The structure and content of this curriculum have been created by professionals who are experts in the field and have been carefully and rigorously selected by TECH. In this way, we can guarantee that the contents are of the highest quality and that all information is based on the most complete and up-to-date sources. In addition, throughout the creation process, the Relearning pedagogical methodology has been applied, which ensures the best possible assimilation of the subject matter, thanks to the natural and precise reiteration of the essential concepts.

A complete and dynamic content, designed under the most precise and efficient pedagogical methodology, Relearning"

Module 1. CFD in Research and Modeling Environments

1.1. Research in Computational Fluid Dynamics (CFD)

1.1.1. Challenges in turbulence
1.1.2. Advances in Chronic Obstructive Pulmonary Disease
1.1.3. Artificial Intelligence

1.2. Finite differences

1.2.1. Presentation and application to a 1D problem. Taylor's Theorem
1.2.2. 2D Applications
1.2.3. Boundary Conditions

1.3. Compact finite differences

1.3.1. Objective SK Lele's article
1.3.2. Obtaining coefficients
1.3.3. Application to a 1D problem

1.4. The Fourier transform

1.4.1. The Fourier transform. From Fourier to the present day
1.4.2. The FFTW package
1.4.3. Cosine transform: Tchebycheff

1.5. Spectral methods

1.5.1. Application to a fluid problem
1.5.2. Pseudo-spectral methods: Fourier + CFD
1.5.3. Placement methods

1.6. Advanced time discretization methods

1.6.1. The Adams-Bamsford method
1.6.2. The Crack-Nicholson method
1.6.3. Runge-Kutta

1.7. Structures in turbulence

1.7.1. The Vortex
1.7.2. The life cycle of a turbulent structure
1.7.3. Visualization Techniques

1.8. The Characteristics Method

1.8.1. Compressible Fluids
1.8.2. Application A breaking wave
1.8.3. Application: Burguers equation

1.9. CFD and supercomputing

1.9.1. The memory problem and the evolution of computers
1.9.2. Parallelization techniques
1.9.3. Domain decomposition

1.10. Open problems in turbulence

1.10.1. Modeling and the Von-Karma constant
1.10.2. Aerodynamics: boundary layers
1.10.3. Noise in CFD problems

Module 2. CFD in Application Environments: Finite Volume Methods

2.1. Finite Volume Methods

2.1.1. Definitions in FVM
2.1.2. Historical Background
2.1.3. MVF in Structures

2.2. Source Terms

2.2.1. External volumetric forces

2.2.1.1. Gravity, centrifugal force

2.2.2. Volumetric (mass) and pressure source term (evaporation, cavitation, chemical)
2.2.3. Scalar source term

2.2.3.1. Temperature, species

2.3. Applications of boundary conditions

2.3.1. Input and Output
2.3.2. Symmetry condition
2.3.3. Wall condition

2.3.3.1. Tax values
2.3.3.2. Values to be solved by parallel calculation
2.3.3.3. Wall models

2.4. Boundary Conditions

2.4.1. Known boundary conditions: Dirichlet

2.4.1.1. Scalars
2.4.1.2. Diseases

2.4.2. Boundary conditions with known derivative: Neumann

2.4.2.1. Zero gradient
2.4.2.2. Finite gradient

2.4.3. Cyclic boundary conditions: Born-von Karman
2.4.4. Other boundary conditions: Robin

2.5. Temporary integration

2.5.1. Explicit and implicit Euler
2.5.2. Lax-Wendroff time step and variants (Richtmyer and MacCormack)
2.5.3. Runge-Kutta multi-stage time step

2.6. Upwind Schematics

2.6.1. Riemman's Problem
2.6.2. Main upwind schemes: MUSCL, Van Leer, Roe, AUSM
2.6.3. Design of an upwind spatial scheme

2.7. High order schemes

2.7.1. High-order discontinuous Galerkin
2.7.2. ENO and WENO
2.7.3. High Order Schemes. Advantages and Disadvantages

2.8. Pressure-velocity convergence loop

2.8.1. PISO
2.8.2. SIMPLE, SIMPLER and SIMPLEC
2.8.3. PIMPLE
2.8.4. Transient loops

2.9. Moving contours

2.9.1. Overlocking techniques
2.9.2. Mapping: mobile reference system
2.9.3. Método de los límites sumergidos
2.9.4. Overlapping meshes

2.10. Errors and uncertainties in CFD modeling

2.10.1. Precision and accuracy
2.10.2. Numerical errors
2.10.3. Input and physical model uncertainties

Module 3. Modeling of turbulence in Fluid

3.1. Turbulence. Key features

3.1.1. Dissipation and diffusivity
3.1.2. Characteristic scales. Orders of magnitude
3.1.3. Reynolds Numbers

3.2. Definitions of Turbulence. From Reynolds to the present day

3.2.1. The Reynolds problem. The boundary layer
3.2.2. Meteorology, Richardson and Smagorinsky
3.2.3. The problem of chaos

3.3. The energy cascade

3.3.1. Smaller scales of turbulence
3.3.2. Kolmogorov's hypothesis
3.3.3. The cascade exponent

3.4. The closure problem revisited

3.4.1. 10 unknowns and 4 equations
3.4.2. The turbulent kinetic energy equation
3.4.3. The turbulence cycle

3.5. Turbulent viscosity

3.5.1. Historical background and parallels
3.5.2. Initiation problem: jets
3.5.3. Turbulent viscosity in CFD problems

3.6. RANS methods

3.6.1. The turbulent viscosity hypothesis
3.6.2. The RANS equations
3.6.3. RANS methods. Examples of use

3.7. The evolution of SLE

3.7.1. Historical Background
3.7.2. Spectral filters
3.7.3. Spatial filters. The problem in the wall

3.8. Wall turbulence I

3.8.1. Characteristic scales
3.8.2. The momentum equations
3.8.3. The regions of a turbulent wall flow

3.9. Wall turbulence II

3.9.1. Boundary layers
3.9.2. Dimensionless numbers of a boundary layer
3.9.3. The Blasius solution

3.10. The energy equation

3.10.1. Passive scalars
3.10.2. Active scalars. The Bousinesq approach
3.10.3. Fanno and Rayleigh flows

Module 4. Post-processing, validation and application in CFD

4.1. Postprocessing in CFD I

4.1.1. Postprocessing on Plane and Surfaces

4.1.1.1. Post-processing in the plane
4.1.1.2. Post-processing on surfaces

4.2. Postprocessing in CFD II

4.2.1. Volumetric Postprocessing

4.2.1.1. Volumetric post-processing I
4.2.1.2. Volumetric post-processing II

4.3. Free CFD post-processing software

4.3.1. Free Postprocessing Software
4.3.2. Paraview
4.3.3. Paraview usage example

4.4. Convergence of simulations

4.4.1. Convergence
4.4.2. Mesh convergence
4.4.3. Numerical convergence

4.5. Classification of methods

4.5.1. Applications
4.5.2. Types of Fluid
4.5.3. Scales
4.5.4. Calculation machines

4.6. Model validation

4.6.1. Need for Validation
4.6.2. Simulation vs Experiment
4.6.3. Validation examples

4.7. Simulation methods. Advantages and Disadvantages

4.7.1. RANS
4.7.2. LES, DES, DNS
4.7.3. Other Methods
4.7.4. advantages and disadvantages

4.8. Examples of methods and applications

4.8.1. Case of a body subjected to aerodynamic forces
4.8.2. Thermal case
4.8.3. Multiphase case

4.9. Good Simulation Practices

4.9.1. Importance of Good Practices
4.9.2. Best Practices
4.9.3. Simulation errors

4.10. Free and commercial software

4.10.1. FVM Software
4.10.2. Software for other methods
4.10.3. Advantages and Disadvantages
4.10.4. CFD Simulation Futures

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