CAS Computational Fluid Dynamics

Computerbasierte Strömungssimulationen ermöglichen es, Produkte und Prozesse schnell und effizient zu optimieren. Im CAS Computational Fluid Dynamics erlangen Sie ein grundlegendes Fachwissen zu deren erfolgreicher Anwendung und lernen hilfreiche praktische Werkzeuge kennen.

Strömungssimulation ist weit mehr als die Bedienung von Simulationssoftware. Fachleute müssen mit den physikalischen Gesetzen und Modellen, auf denen die Software aufbaut, vertraut sein. Zudem braucht es Wissen darüber, wie diese Gesetze mittels numerischer Methoden durch den Computer gelöst werden können. 

Im Zertifikatskurs (CAS) Computational Fluid Dynamics eignen Sie sich ein vertieftes Verständnis für physikalische Grundlagen der Strömungstechnik und für die mathematischen Konzepte hinter CFD-Simulationen an. In der betreuten Projektarbeit führen Sie eine CFD-Analyse für eine konkrete Fragestellung aus Ihrem Berufsalltag durch. Dabei werden Sie von Simulationsexperten aus der Hochschule begleitet.

«Energie- und Rohstoffeffizienz interessieren mich sehr. Mit der Numerischen Simulation kann man unter anderem Wirkungsgradoptimierungen und folglich Energieeinsparungen von Anlagen und Maschinen realisieren. Im CAS Computational Fluid Dynamics konnte ich die Mathematik auffrischen und mehr Vertrauen in die vielseitige CFD-Simulationssoftware gewinnen.»

Matthias Reber, Absolvent CAS CFD 2016/17

Auf einen Blick

Abschluss

Certificate of Advanced Studies CAS in Computational Fluid Dynamics

Studienumfang

15 ECTS-Punkte

Unterrichtssprache

Die Unterrichtssprache ist Englisch oder Deutsch. Falls nicht-deutschsprachige Studierende teilnehmen, findet der Unterricht auf Englisch statt. Bei ausschliesslich deutschsprachigen Teilnehmenden kann der Unterricht auf Deutsch abgehalten werden. Die Unterrichtsunterlagen sind in englischer Sprache verfasst. Prüfungen oder Projektarbeiten werden in Absprache mit den Dozierenden auf Englisch oder Deutsch durchgeführt.

Schwerpunkte

  • CFD in Practice: Die Anwendung von CFD-Simulationen im Alltag der Ingenieurin und des Ingenieurs
  • Fluid Dynamics, Heat Transfer, Turbulence Modelling: Die Physik von Strömungen verstehen
  • Mathematics and Computational Methods: Die mathematischen Grundlagen für numerische Simulationen

Dauer

Ca. 6 Monate berufsbegleitend
18 Kurstage in Blöcken à 2 bis 3 Tage (i. d. R. donnerstags, freitags und samstags), ganztags

Kosten

CHF 10800.–
Die Module sind einzeln buchbar, falls Sie Ihre Kompetenzen in einem Teilgebiet vertiefen möchten. Die einzelnen Module kosten je CHF 5400.–. Bei der Buchung von zwei Modulen bezahlen Sie CHF 8600.–.

Zulassung

Fachpersonen mit Hochschulabschluss einer Universität, Fachhochschule oder Technischen Hochschule (ETH/EPFL) sowie anerkannter Berufserfahrung und Tätigkeit in einem entsprechenden Arbeitsumfeld.

Sie bringen eine andere Vorbildung mit? Falls Sie die Aufnahmebedingungen nicht erfüllen, jedoch eine adäquate Berufserfahrung im Bereich des Themengebiets vorweisen können, ist eine Aufnahme «sur Dossier» möglich. 

Nutzen

Die Kursteilnehmerinnen und -teilnehmer erhalten umfassendes, wissenschaftlich fundiertes Fachwissen für die erfolgreiche Anwendung von Strömungssimulationen in Ihrem Berufsalltag. Dazu gehören aktuelle Best-Practice-Ansätze für CFD-Simulationen, aber auch ein vertieftes Verständnis der physikalischen Grundlagen der Strömungsmechanik und der mathematischen Konzepte hinter numerischen Simulationen.

Empfohlene Vorkenntnisse

Erste Erfahrungen in der Bedienung von Simulationssoftware sind empfohlen.

Für Studierende ohne Erfahrung mit CFD-Software empfehlen wir unseren halbtätigen Einführungskurs, der die ersten Schritte und den Einstieg in die Handhabung von ANSYS FLUENT erleichtert. Der Vorkurs CFD ist ein Zusatzangebot und ist nicht im CAS Computational Fluid Dynamics inbegriffen.

Datum: 29. August 2024
Zeit: 13.10 bis 18.55 Uhr
Kurskosten: CHF 440.–

Mindestanzahl an Teilnehmenden

Durchführungsort

Campus Rapperswil-Jona

Nächste Durchführung

Start am 3. Oktober 2024

Der CAS Computational Fluid Dynamics beinhaltet von NAFEMS International Association for the Engineering Modelling, Analysis and Simulation Community anerkannte Lehrinhalte.

Das CAS Computational Fluid Dynamics ist in drei Module unterteilt. Sie erhalten für das CAS Computational Fluid Dynamics 15 ETCS Kreditpunkte. Dies entspricht 144 Lektionen Unterricht. Zusätzlich verwenden Sie 150 Lernstunden für die Vor- und Nachbereitung der Lektionen und Prüfungen und rund 90 Stunden für die Projektarbeit. 

Inhaltlicher Aufbau Ihrer Weiterbildung

Wer den Simulationsprozess beherrschen will, wird erkennen, dass Strömungssimulation weit mehr ist als die Bedienung von Simulationssoftware. Die physikalischen Gesetze und Modelle, auf denen die Software aufbaut, müssen vertraut sein. Zudem muss verstanden werden, wie diese Gesetze mittels numerischer Methoden durch den Computer angewendet werden können. Nur so können Fehlerquellen im Prozess richtig erkannt und die Qualität der Simulationsresultate sichergestellt werden.

Ihr Studium setzt sich aus den drei Modulen «CFD in Practice», «Fluid Dynamics and Heat Transfer» und «Mathematics and Computational Methods» zusammen. Die Inhalte der Module greifen für ein ganzheitliches Verständnis ineinander. Die Module sind auch einzeln buchbar.

Module:

  • CFD in Practice
  • Theory of Fluid Dynamics
  • Mathematics and Computational Methods

Modul A: CFD in practice

Best Practice in CFD

Die erfolgreiche Anwendung von Strömungssimulationen auf konkrete Fragestellungen aus der Praxis erfordert Erfahrung. Unsere Dozierenden vermitteln Ihnen in kompakter Form Best Practices für CFD Simulationen:

  • Simulationsprozess: Modellbildung, Vernetzung, Validierung
  • Typische Fehlerquellen
  • Verfügbare CFD-Software
  • Success Stories aus der Praxis

CFD Projekt

Wenden Sie Ihr erlerntes Wissen zu Strömungssimulationen direkt an. Sie bringen eine strömungstechnische Problemstellung aus Ihrem Berufsumfeld und bearbeiten diese im Rahmen einer Projektarbeit mittels CFD-Simulationen. Sie werden von einem Dozierenden durch den Simulationsprozess geführt und betreut:

  • Definition der Problemstellung
  • Modellbildung und Simulation in einer CFD-Software Ihrer Wahl. Wir stellen Ihnen ANSYS FLUENT zur Verfügung; idealerweise arbeiten Sie jedoch mit der Software, welche Ihnen in Ihrem Unternehmen zur Verfügung steht.
  • Validierung, Auswertung, Interpretation und Präsentation der Ergebnisse

Lernziele

  • Sie können die Möglichkeiten, Fehlerquellen und Limitationen von CFD-Simulationen einschätzen und die Qualität von CFD-Simulationen beurteilen
  • Sie können CFD-Simulationen auf eine Problemstellung aus der Praxis anwenden
  • Sie können den Wert der erarbeiteten Resultate hinsichtlich der Lösung Ihrer Problemstellung beurteilen und präsentieren

Modul B: Theory of Fluid Dynamics

Fluid Dynamics

Strömungen folgen den Gesetzen der Fluiddynamik. Sie lernen diese Gesetze kennen und erfassen deren Komplexität. Sie erkennen zudem den Einfluss von Grenzschichten, Turbulenz und Kompressibilität:

  • Strömungsbegriffe und Dimensionsanalyse
  • Erhaltungsgleichungen: Navier-Stokes-Gleichungen
  • Grenzschichten, Wirbelströmungen, Turbulenz, kompressible Strömungen

Heat Transfer

In vielen strömungstechnischen Anwendungen spielen thermodynamische Vorgänge eine entscheidende Rolle. Sie lernen verschiedene Modelle zur Simulation von thermo- und fluiddynamischer Problemstellungen kennen:

  • Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung
  • Wärmeübergang, Conjugate Heat Transfer
  • Praxisnahe Modellierung der Wärmeübertragung

Turbulence Modelling

Turbulenz beschreibt die kleinskalige Wirbelstrukturen in einer Strömung. Sie lernen, wie Turbulenz die Strömung beeinflusst und erkennen, weshalb die Turbulenzmodellierung auch heute noch eine grosse Herausforderung ist.

  • Charakteristik turbulenter Strömungen
  • Statistische Beschreibung der Turbulenz, RANS-Gleichungen
  • Turbulenzmodelle und deren Vor- und Nachteile

Lernziele

  • Sie kennen die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Strömungen
  • Sie verstehen den Einfluss thermischer Energie auf Strömungen
  • Sie erkennen die Herausforderung der Turbulenzmodellierung und wissen die verfügbaren Turbulenzmodelle korrekt einzusetzen

Modul C: Mathematics and Computational Methods

Die Strömungssimulation basiert auf der numerischen Lösung von partiellen Differentialgleichungen. In diesem Kurs erarbeiten Sie sich die mathematischen Konzepte zum Verständnis dieser partiellen Differentialgleichungen. Sie lernen numerische Verfahren zur Lösung von solchen Gleichungen auf dem Computer kennen.

  • Systeme gewöhnlicher Differentialgleichungen
  • Partielle Differentialgleichungen: Klassifizierung und wichtige Beispiele
  • Numerische Lösung von Gleichungssystemen
  • Numerische Lösung von Differentialgleichungen
  • Finite Differenzen Methode und Finite Volumen Methode

Lernziele

  • Sie kennen die mathematischen Grundlagen zur Formulierung von Strömungsgesetzen
  • Sie kennen numerische Verfahren zur Lösung von Strömungsgesetzen

Mit «Hands on» Lernformen zum Erfolg

Jeder Mensch lernt unterschiedlich. An der OST - Ostschweizer Fachhochschule achten wir deshalb auf einen ausgewogenen Lern-Mix:

  • Vorlesungen und Referate: Vermittlung von Wissen mit starkem Praxisbezug
  • Übungen und Praxisbeispiele: Anwendung und Vertiefung von Wissen
  • Betreute Projektarbeit: CFD-Analyse für die Fragestellung aus der eigenen Berufspraxis mit Unterstützung durch die Dozierenden
  • Gastreferate und Fachinputs
  • Selbststudium

Ihr Wissen aus dem Kurs vertiefen Sie selbständig in der Gruppe oder im Einzelstudium.

Zielgruppe

  • Ingenieurinnen und Ingenieure, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die in ihrer Berufspraxis strömungstechnische Fragestellungen mittels Simulationen (Computational Fluid Dynamics CFD) bearbeiten oder dies in Zukunft tun möchten.
  • Sie arbeiten in einem Betrieb, der strömungstechnische Fragestellungen bearbeitet oder bearbeiten will.
  • Sie interessieren sich für eine Fach- oder Führungskarriere im Bereich Produktentwicklung.

Zulassung

Sie haben einen Hochschulabschluss (B.Sc., M.Sc., Diplom) in Ingenieur- oder Naturwissenschaften und verfügen über eine mindestens einjährige Berufserfahrung.

Sie bringen eine andere Vorbildung mit? Falls Sie die Aufnahmebedingungen nicht erfüllen, jedoch eine adäquate Berufserfahrung im Bereich des Themengebiets vorweisen können, ist eine Aufnahme «sur Dossier» möglich. Gerne führen wir ein persönliches Gespräch. Bitte wenden Sie sich an die Kursleitung, cas-cfd@ost.ch.

Sie benötigen Grundkenntnisse auf Bachelor-Niveau im Bereich Mathematik, Thermo- und Fluiddynamik. Eine erste Erfahrung in der Bedienung von Simulationssoftware ist von Vorteil. Wir beraten Sie gerne individuell zu den erwarteten Vorkenntnisse.

Erste Erfahrungen in der Bedienung von Simulationssoftware sind empfohlen.

Vorkurs ANSYS FLUENT

Interessieren Sie sich für den CAS Computational Fluid Dynamics (CFD), konnten jedoch bisher noch keine Erfahrung im Umgang mit einer CFD-Software sammeln? Als geeignete Vorbereitung für das CAS CFD-Modul 'Best Practice in CFD', bietet die OST am Standort Rapperswil einen halbtätigen Vorkus an. Innerhalb des Vorkurses werden die ersten Schritte in der Handhabung von ANSYS FLUENT erläutert, was Software-Einsteigenden die Programmbedienung erleichtert. 

Der Vorkurs CFD ist ein Zusatzangebot und ist nicht im CAS Computational Fluid Dynamics inbegriffen.

Datum: 29. August 2024
Zeit: 13.10 bis 18.55 Uhr
Kurskosten: CHF 440.–

Mindestanzahl an Teilnehmenden

Sie erweitern Ihr Wissen fachlich und methodisch für eine erfolgreiche Anwendung von Strömungssimulation in Ihrem Berufsumfeld.

Fachlich

  • Sie kennen aktuelle Best-Practice Methoden für die Durchführung von CFD-Simulationen.
  • Sie können die Qualität von CFD-Simulationen beurteilen und sind sich möglicher Fehlerquellen bewusst.
  • Sie kennen die grundlegenden physikalischen Gesetze und Modellierungen in CFD-Simulationen.
  • Sie wissen, wie die physikalischen Gesetze mittels numerischer Methoden mittels dem Computer gelöst werden.

Methodisch

  • Sie verstehen eine CFD-Analyse als umfassenden Prozess von der Fragestellung bis zur erarbeiteten Lösung
  • Sie wissen um die Möglichkeiten und Limitierungen von CFD-Simulationen sowie verfügbarer CFD-Software
  • Sie können Ihre Erkenntnisse aus der CFD-Analyse adressatengerecht präsentieren
  • Sie vernetzen mit einer selbständig durchgeführten CFD-Analyse das theoretische Wissen mit der Praxiserfahrung

Durch den Kontakt mit den Dozierenden und anderen Weiterbildungsteilnehmenden erweitern Sie Ihr berufliches Netzwerk mit ausgewiesenen Simulationsexperten. Sie profitieren vom Wissen Ihrer Fachkolleginnen und Fachkollegen und lösen direkt Fragen aus Ihrem Berufsalltag.

Expertinnen und Experten aus der Industrie, Bildung und Forschung bilden Sie weiter und passen die Lerninhalte kontinuierlich an den neusten technologischen Entwicklungen an. Sie profitieren vom Praxisbezug in der selbstständig durchgeführten Projektarbeit. Unsere Dozierenden führen Sie mit Ihrer Praxiserfahrung durch den gesamten Simulationsprozess.

Die sechsmonatige berufsbegleitende Weiterbildung wurde von Dozierenden der OST - Ostschweizer Fachhochschule in enger Zusammenarbeit mit erfahrenen Fachpersonen aus der Praxis konzipiert. Der Wissenstransfer zwischen der Hochschule und den Kursteilnehmerinnen und -teilnehmern steht im Zentrum. Die Dozierenden führen Sie mit Ihrer Praxiserfahrung durch den gesamten Simulationsprozess.

Kontaktperson für fachliche Fragen

Dr. Roman Fuchs

IET Institut für Energietechnik Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Dozent

+41 58 257 43 40 roman.fuchs@ost.ch

Kontaktperson für administrative Fragen

Carina Boxler

IET Institut für Energietechnik Institutsmarketing & Assistenz der Institutsleitung

+41 58 257 42 66 carina.boxler@ost.ch