Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
CFD Basics with OpenFOAM
Course of study:
2019/2020
Code:
RIME-2-216-SI-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Systemy inteligentne
Field of study:
Mechatronic Engineering
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
English
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Czajka Ireneusz (iczajka@agh.edu.pl)
Module summary

the student will learn to model fluid flows and solve simple engineering flow problems with the OpenFOAM package

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student umie dokonać podziału zadań i zrealizować złożony projekt w kilkuosobowym zespole projektowym Involvement in teamwork
Skills: he can
M_U001 Student umie posłużyć się programem OpenFOAM by dokonać analizy zagadnienia przepływowego Completion of laboratory classes
M_U002 Student umie zbudować model, ocenić jego poprawność i dostroić do wyników pomiarów Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna podstawowe sposoby modelowania zjawisk przepływowych Activity during classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
28 14 0 14 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student umie dokonać podziału zadań i zrealizować złożony projekt w kilkuosobowym zespole projektowym - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student umie posłużyć się programem OpenFOAM by dokonać analizy zagadnienia przepływowego - - + - - - - - - - -
M_U002 Student umie zbudować model, ocenić jego poprawność i dostroić do wyników pomiarów - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna podstawowe sposoby modelowania zjawisk przepływowych + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 85 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 h
Preparation for classes 20 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 25 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (14h):

Navier-Stokes equations, boundary conditions. Different models of fluid. Tubulent and laminar flow. Turbulent models.
Finite Volume Method for solving partial differential equation. Algebraic system solvers. Discretization schemes.
OpenFOAM basics. Case database structure.
Preprocessing. Solving. Postprocessing. Serial and parallel running.
Task automation with Python and OpenFOAM.
OpenFOAM’s advanced topics.

Laboratory classes (14h):

Instalation of OpenFOAM, setting environment variables, running case.
Postprocessing with paraFoam basics.
Problem definition. Mesh generation, boundary conditions. Steady state simulations. Transient simulations. Run-time postprocessing.
Discretization schemes. Different postprocessing tools. Python automation and OpenFOAM.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie odbywa się najpóźniej w ostatnim dniu zajęć w semestrze.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Final grade is at most cases equal to laboratory mark but it can be modified by personal interview

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Student ma obowiązek być przygotowany do każdych zajęć, braki wynikające z nieobecności musi nadrobić we własnym zakresie.
Każda nieobecność powinna być usprawiedliwiona.

Prerequisites and additional requirements:

Basic computer skills, basic english understanding.

Recommended literature and teaching resources:

Z. Kazimierski: Podstawy mechaniki płynów i metod komputerowej symulacji przepływów, Łódź 2004
J.H. Ferziger, M. Perić: Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer
S. Pope: Turbulent Flows, Cambridge University Press
T. Marić, J. Hopken, K. Mooney: The OpenFOAM technology primer, Sourceflux 2014

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Dawid ROMIK, Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Badania numeryczne wpływu parametrów konstrukcyjnych wentylatora promieniowego na generowany hałas, W: Aktualności inżynierii akustycznej i biomedycznej, red. Katarzyna Suder-Dębska. Polskie Towarzystwo Akustyczne. Oddział w Krakowie, 2018.

Konrad JAROSZ, Ireneusz CZAJKA, Andrzej GOŁAŚ: Implementation of Ffowcs Williams and Hawkings aeroacoustic analogy in OpenFOAM, W: Vibrations in physical systems XXVII symposium Bedlewo (near Poznan), May 9–13, 2016, red. Czesław Cempel, Marian W. Dobry, Tomasz Stręk, Poznań University of Technology 2016.

reneusz CZAJKA: O wykorzystaniu płaskich modeli wentylatorów promieniowych do projektowania i optymalizacji, W: Zagadnienia budowy i eksploatacji wentylatorów, red. t. Marian Banaś. Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, Kraków 2016.

Additional information:

None