Dieser Kurs ist Teil der Spezialisierung Spezialisierung Mathematics for Engineers

4.9
Sterne
10 Bewertungen

Jeffrey R. Chasnov

Herausragender Dozent

von

Spezialisierung Mathematics for EngineersThe Hong Kong University of Science and Technology

Über diesen Kurs

4.510 kürzliche Aufrufe

Mathematics for Engineers: The Capstone Course provides a capstone project for students who are completing the Mathematics for Engineers specialization. Students will first learn some basic concepts in computational fluid dynamics, and then apply these concepts to compute the fluid flow around a cylinder.   Access to MATLAB online and the MATLAB grader is given to all students who enroll.  
Before enrolling, students should have already taken courses in  matrix algebra, differential equations, vector calculus and numerical methods and be able to program in  MATLAB.  

The course contains 22 short video lectures and a full set of lecture notes.  After each lecture  there are problems to solve and at the end of the second and third weeks there is a substantial MATLAB programming assignment.

Download the lecture notes:
http://www.math.ust.hk/~machas/flow-around-a-cylinder.pdf

Watch the promotional video:  
https://youtu.be/FlM1de9Sxh0

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Spezialisierung Mathematics for Engineers

Stufe „Mittel“

Knowledge of matrix algebra, differential equations, vector calculus, numerical methods and the MATLAB programming language

Ca. 10 Stunden zum Abschließen

Englisch

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Was Sie lernen werden

Computational Fluid Dynamics
Scientific Computing

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Dozent

Dozentenbewertung

5/5 (6 Bewertungen)

Jeffrey R. Chasnov
Herausragender Dozent

Professor

Department of Mathematics

167.360 Lernende

6 Kurse

von

The Hong Kong University of Science and Technology

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Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden

Woche

Woche 1

4 Stunden zum Abschließen

Governing Equations

This week we learn the governing equations for the flow around a cylinder. We begin with the Navier-Stokes equations and the continuity equation, and derive a pair of coupled equations for the stream function and scalar vorticity. These equations are nondimensionalized and contain only a single dimensionless parameter called the Reynolds number. The governing equations are then simplified using log-polar coordinates.

4 Stunden zum Abschließen

10 Videos (Gesamt 67 min), 16 Lektüren, 1 Quiz

10 Videos

Course Overview2m

Week One Introduction1m

Navier-Stokes Equations | Lecture 18m

Vorticity Equation | Lecture 27m

Geometry of the Flow | Lecture 37m

Two-dimensional Flow | Lecture 48m

Stream Function | Lecture 57m

Streamlines | Lecture 66m

Reynolds Number | Lecture 710m

Log-polar Coordinates | Lecture 86m

16 Lektüren

Welcome and Course Information2m

MATLAB Online5m

Plane Couette Flow10m

Channel Flow10m

Pipe Flow10m

Vector Identities10m

Flow Boundaries10m

Curl of the Vorticity-Velocity Cross Product10m

Scalar Vorticity in Cartesian Coordinates10m

Scalar Vorticity Equation in Cartesian Coordinates10m

Stream Function in Cartesian Coordinates10m

Scalar Vorticity in terms of the Stream Function in Cartesian Coordinates10m

Stream Function as a Vector Potential10m

Streamlines in Cartesian Coordinates10m

Stream Function Equation when Re = 010m

Steady Flow Equations10m

1 praktische Übung

Week One Assessment30m

Woche

Woche 2

3 Stunden zum Abschließen

Steady Flows

3 Stunden zum Abschließen

8 Videos (Gesamt 63 min), 6 Lektüren, 1 Quiz

8 Videos

Week Two Introduction 1m

Finite Difference Method | Lecture 99m

Iteration Equations | Lecture 1010m

Free-stream Boundary Conditions | Lecture 116m

Cylinder Boundary Conditions | Lecture 1214m

Summary of the Boundary Conditions | Lecture 135m

MATLAB Program (Steady) (Part A) | Lecture 146m

MATLAB Program (Steady) (Part B) | Lecture 157m

6 Lektüren

Even and Odd Functions5m

SOR Equations10m

Vorticity Free-Stream Boundary Condition10m

Test the Cylinder Boundary Condition10m

Starting SOR with zero vorticity1m

Reference solution to "Steady Flow at Re = 10"1m

Woche

Woche 3

3 Stunden zum Abschließen

Unsteady Flows

In this week, we formulate the computational fluid dynamics problem of the unsteady flow around a cylinder. We introduce periodic boundary conditions in the polar angle and show how to solve for the stream function using matrix methods. The solution for the scalar vorticity will use a MATLAB ode integrator. Students will write code to compute the time-dependent scalar vorticity at a Reynolds number of sixty.

3 Stunden zum Abschließen

9 Videos (Gesamt 50 min), 8 Lektüren, 1 Quiz

9 Videos

Week Three Introduction 1m

Periodic Boundary Conditions | Lecture 166m

Finite Difference Equations | Lecture 176m

Stream Function Computation | Lecture 187m

Stream Function Boundary Conditions | Lecture 199m

Vorticity Computation | Lecture 204m

MATLAB Program (Unsteady) (Part A) | Lecture 218m

MATLAB Program (Unsteady) (Part B) | Lecture 224m

Concluding Remarks1m

8 Lektüren

Ghost Points10m

Vorticity Finite Difference Equation15m

MATLAB Coding of Right-Hand Side10m

Three-by-Three Grid10m

Computational Time10m

Reference Solution to "Unsteady Flow at Re = 60"1m

Please Rate this Course1m

Acknowledgements

Bewertungen

4.9

5 Bewertungen

5 stars
90 %
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10 %

Top-Bewertungen von MATHEMATICS FOR ENGINEERS: THE CAPSTONE COURSE

von KL5. Mai 2022

I missed the path through the entire program, and wish you all good luck!

von BB5. Sep. 2022

It is an excellent course, with some challenging assignments. I learned a lot from this course and would recommend it to anyone interested in fluid dynamics and with some coding knowledge.

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Über den Spezialisierung Mathematics for Engineers

Häufig gestellte Fragen

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