FEM and CFD modelling (5cr)

Objective

Opiskelija oppii käyttämään Abaqus ja Ansys -ohjelmia. Hän osaa niiden avulla suorittaa suunnittelemalleen rakenteelle seuraavat FEM-analyysit: staattinen analyysi (siirtymät ja jännitykset), stabiliteettianalyysi (nurjahduskuorma), moodianalyysi (ominaistaajuudet) sekä dynaaminen analyysi (sysäyskuormituksen aiheuttamat siirtymät ja jännitykset). Hän osaa tulkita tulokset ja arvioida niiden tarkkuutta. Hän osaa arvioida, kestääkö suunniteltu rakenne ja onko vaaraa haitalliseen värähtelyyn. Opiskelija oppii myös mallintamaan CFD-analyysin avulla nesteen ja kaasun virtausta sekä lämmön siirtymistä yksinkertaisissa tilanteissa.

Content

Elementtimenetelmän perusteet, Direct Stiffness -menetelmä. Analyysityypit: staattinen, dynaaminen, stabiliteetti- ja moodianalyysi. Peruselementit: sauvat, palkit, kuoret ja solidit. Tulosten tulkinta ja tarkkuus. Lineaarinen ja epälineaarinen analyysi. Kontaktit. CFD-analyysi. Virtauskentät. Kytketty virtaus- ja lämmönsiirtymisanalyysi. Lämpöjännitykset. Yhteistyöyritysten mallinnusongelmat.

Qualifications

Opiskelija tuntee lujuusopin perusteet ja hallitsee 3D-mallinnuksen esimerkiksi CATIA-ohjelmalla. Lämpö- ja virtausmallinnuksen osuudessa olisi hyvä tuntea termofysiikan peruskäsitteet Fysiikka 2 -kurssilta. Kurssi ei edellytä matematiikan osaamista.

Assessment criteria, satisfactory (1)

- kiitettävä (5) Opiskelija kykenee itsenäisesti suorittamaan sekä lineaarisia että epälineaarisia FEM- ja CFD-analyyseja.
- hyvä (3-4) Opiskelija suoriutuu itsenäisesti tyypillisimmistä FEM-analyyseista. Soveltamisessa on lieviä puutteita.
- tyydyttävä (1-2) Opiskelija hallitsee FEM-mallinnuksen perusteet ja tunnistaa haastavampien epälineaaristen analyysien vaikeudet.
- hylätty (0) Ei hallitse aihealuetta