Lattice Boltzmann methods

Worum geht's

Du lernst die Lattice-Boltzmann-Methode (LBM) als Alternative zu klassischen CFD-Verfahren: wie das Verfahren aus kinetischen Modellen abgeleitet wird, wie Streaming- und Kollisionsschritte funktionieren und welche Vorteile LBM bei komplexen Geometrien, mikroskopischen Wechselwirkungen und Parallelisierung bietet. Am Ende kannst du die Methode theoretisch einordnen, implementieren und auf ausgewählte Modellprobleme aus Wissenschaft und Technik anwenden.

Was du danach kannst

• Verständnis der Herleitung und mathematischen Analyse der Lattice-Boltzmann-Methode
• Anwendung der LBM auf verschiedene Modellprobleme (z.B. äußere Kräfte, poröse Medien, Wärme- oder Schadstofftransport, einfache Blutflussmodelle)
• Umsetzung und Implementierung von LBM-Algorithmen in Programmierübungen
• Kenntnis aktueller Weiterentwicklungen (z.B. Cumulant-basierte LBM) und verfügbarer Software

Aus was das Modul besteht

• VorlesungVermittlung der theoretischen Grundlagen, Beispiele und Diskussionen
• Übung/Practice Sessionsgemeinsames Lösen von Übungsaufgaben zur Vertiefung und Selbstkontrolle; Lösungen werden bereitgestellt
• Programmierung/Tutorialspraktische Implementierung von Fallstudien und Anwendungen, um Algorithmen in Aktion zu sehen

Lehrmethode

• VorlesungPräsentation der Inhalte mit Beispielen und Diskussion zur Motivation und Selbststudium
• ÜbungsstundenBearbeitung und Besprechung von Aufgaben zur Vertiefung und Überprüfung des Verständnisses
• Programmierteams/Sessionspraktische Umsetzung und Erprobung der LBM-Algorithmen in Fallstudien