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Curso de OpenFOAM. (IV ed.)

Todos los cursos del Centro Mediterráneo son abiertos a la Sociedad, no exclusivos de la comunidad universitaria

Código: 21ON15 0nline
22/02/2021 al 16/04/2021

Modalidad de celebración:
Virtual en plataforma MoodleCloud

Dirección:
Alejandro E. Martínez Castro, (prof. Contratado Doctor)
Pablo Ortiz Rossini, (Catedrático de Universidad)
Jorge Antonio Molina Moya (becario predoctoral)

Introducción:

La propuesta se centra en un curso de manejo básico e intermedio de simulación numérica de problemas de fluidos, con interés práctico en ingeniería y ciencia. El software se denomina OpenFOAM, y es la principal herramienta basada en software libre para dinámica de fluidos computacional (Computational Fluid Dynamics o, como se le conoce por sus iniciales en inglés, CFD).

OpenFOAM está compuesto por un conjunto de librerías escritas en C++, que constituyen un grupo de solvers, basados en general en el método de los volúmenes finitos, que permiten resolver problemas numéricos de gran interés para la ciencia e industria. Su principal ventaja frente a sus competidores es que está basado en software libre. OpenFOAM se complementa con herramientas de preproceso (Salomé, de EDF) y postproceso (ParaView), que son también libres.

El interés que está despertando en el sector profesional es muy elevado, puesto que en general, estos problemas se están en resolviendo en la industria con herramientas propietarias, que son costosas y con licencias limitadas. La simulación numérica es necesaria para verificar las condiciones de diseño y certificación de muy amplios sectores, desde la ingeniería civil (hidráulica de canales y tuberías, flujos multifase, interacción sólido-estructura, ingeniería marítima y costera, etc), ingeniería del viento, ingeniería industrial, química, etc. En la propia página de OpenFOAM puede encontrarse un enlace a los socios que, de por sí, revelan el enorme interés para la industria (firmas como Audi, Seat, VW, Cineca, FM-Global, SGI, Nortech, Rist, etc).

Este curso cubre aspectos básicos y avanzados de la modelización mediante OpenFOAM y su ecosistema (Salomé, Paraview, Python). Se presenta por tanto un curso moderno, realista y aplicado, de interés para diferentes sectores industriales y académicos, que permite a aquel que lo curse formarse en aspectos sobre CFD en una plataforma de enorme potencialidad e impacto en el sector.

Competencias del alumnado:

a) El alumnado sabrá/comprenderá

 Plantear los fundamentos teóricos de los esquemas numéricos que están incorporados en Open Foam.
 Conocimientos básicos y avanzados de las ecuaciones de Navier Stokes y sus formas simplificadas para casos particulares.
 Plantear problemas de CFD en fluidos con una o varias fases, con o sin superficie libre.
 Plantear tests de convergencia de malla, valorando la dependencia de los resultados a la malla de cálculo.

b)El alumnado será capaz de

 Utilizar el mallador Salomé (EDF) para adaptarlo a geometrías libres.
 Utilizar los malladores propios de OpenFOAM.
 Plantear las diferentes condiciones de contorno habituales en problemas de fluidos tratados con CFD.
 Plantear la resolución numérica de problemas con flujos en superficie libre.
 Plantear la resolución numérica de problemas de fluidos compresibles.
 Seleccionar entre diferentes modelos de turbulencia.
 Utilizar el postprocesador ParaView y generar diferentes visualizaciones para las variables asociadas (mapas de contornos, líneas de corriente, figuras vectoriales, imágenes con pares 3D, etc).

Método de evaluación:

La evaluación se llevará a cabo sumando los siguientes ítems:

1. Vídeos y cuestiones semanales: 50% de la calificación.
2. Taller final: 50 % de la calificación.

Para el taller, el 80% de la calificación será la nota recibida por los alumnos que revisan el trabajo. El 20% restante tendrá en cuenta la calidad de la revisión que el alumno realice del trabajo de sus compañeros.

Para obtener aprobado el curso es imprescindible

⁃ La realización de todas las actividades semanales programadas en la plataforma virtual.
⁃ La realización del taller final.

Comprobada la realización de ambas partes, se valorará con la calificación que se obtenga al aplicar los porcentajes indicados anteriormente.

Cualificación personal o empleos a los que da acceso:

⁃ Empresas del ámbito de la ingeniería civil en el ámbito de la ingeniería marítima o fluvial.
⁃ Empresas del ámbito de la ingeniería industrial en el ámbito de problemas de fluidos.
⁃ Empresas de ingeniería del viento.
⁃ Universidades y centros de investigación.

La modalidad elegida para este curso es virtual. Por lo tanto, tiene las características propias de un curso de este tipo. Permite al alumno flexibilidad completa, en cuanto a cómo organizar su tiempo para visualizar los vídeos explicativos y realizar las diferentes tareas y talleres que se proponen.

Se plantea una estructura en 5 semanas. En total se plantean 20 horas de vídeo, 15 horas de cuestionarios y 15 horas de taller final con sistema de revisión por pares. Para la realización del taller se reservan 2 semanas finales.

La estructura del curso es en semanas. Cada semana se abrirán los contenidos de la semana, y el alumno tendrá flexibilidad total para, en función de su tiempo, elegir cuándo y dónde visualizará los vídeos. Los profesores estarán disponibles para tutorizar el trabajo y para reuniones en aula virtual (BigBlueButton).

Semana 1: Del 22 al 26 de febrero de 2021

– Introducción al curso de OpenFOAM
– Práctica 1. Flujo en recintos cerrados. Práctica 1.
Alejandro E. Martínez Castro

Semana 2: Del 1 al 5 de marzo de 2021

– El método de los Volúmenes Finitos I y II.
Docente: Pablo Ortiz Rossini
– Práctica 2. Arrastre sobre cuerpos sumergidos.
Jorge A. Molina Moya

Semana 3: Del 8 al 12 de marzo de 2021

– Práctica 3. Flujo de fluidos compresibles. Parte I.
– Práctica 4. Flujo de fluidos compresibles. Parte II.
Jorge A. Molina Moya

Semana 4: Del 15 al 19 de marzo de 2021

– Práctica 5. Flujos multifase. Problema de rotura de presa
Docente: Jorge Molina Moya
– Práctica 6. Flujos multifase. Propagación de cavidades en conductos.
Alejandro Martínez Castro

Semana 5: Del 22 al 26 de marzo de 2021

– Práctica 7. Modelos de turbulencia.
– Temas avanzados.
Alejandro E. Martínez Castro

Taller final:

– Fase de entrega: Del 5 al 9 de abril de 2021
– Fase de revisión por pares: Del 12 al 16 de abril de 2021