1 / 41

Ontwerpen van snelle schepen

Ontwerpen van snelle schepen. Kees Vuik. Ontwerpen van snelle schepen. Kees Vuik Technische Universiteit Delft Afdeling Toegepaste Wiskunde http://ta.twi.tudelft.nl/users/vuik/ 20e Nationale Wiskunde Dagen Noordwijkerhout 31 januari 2014. Ontwerpen van snelle schepen. CV.

daria
Download Presentation

Ontwerpen van snelle schepen

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Ontwerpen van snelle schepen Kees Vuik

  2. Ontwerpen van snelle schepen Kees Vuik Technische Universiteit Delft Afdeling Toegepaste Wiskunde http://ta.twi.tudelft.nl/users/vuik/ 20e Nationale Wiskunde Dagen Noordwijkerhout 31 januari 2014

  3. Ontwerpen van snelle schepen

  4. CV • 1982 Master Applied Mathematics, TU Delft • 1983 Philips Research Laboratories • 1983-1988 PhD Utrecht University • 1988-2006 UD/UHD TU Delft • 2007 Full professor TU Delft • Scientific Director of 3TU.AMI Applied Mathematical Institute

  5. Inhoudsopgave • America’s Cup 1983 • MARIN • Oplossing Numerieke Wiskunde • Grote lineaire stelsels • Resultaten • Conclusies

  6. 1. America’s Cup 1983 Australia II, Royal Perth Yacht Club

  7. Australia II Kiel met vleugels Wet van Froude: De rompsnelheid kan worden gezien als de snelheid van een schip waarbij de golflengte van de boeggolf gelijk is aan de lengte van het schip. Theorie Experiment Simulatie

  8. The Swiss yacht Alinghi Winner of the America's Cup in 2003 and 2007 Mathematics and computational science were involved in Alinghi's first successes in 2003, when it won the Louis Vuitton Cup and then the America’s Cup by defeating the defending Black Magic Team of New Zealand. Alfio Quarteroni Professor of Mathematics Mathematics in the Wind

  9. 2. MARIN Maritime Research Institute Netherlands, Wageningen

  10. MARIN • Lift, drag • Ontwerp een maand  een week • Modelleren

  11. Navier en Stokes Claude Louis Marie Henri Navier (1785-1836) George Gabriel Stokes (1819-1903)

  12. Navier-Stokes vergelijkingen

  13. Milleniumproblemen The Clay Mathematics Institute (CMI) has named seven ‘Millennium Prize Problems’, focusing on important classic questions that have resisted solution over the years. The Board of Directors of CMI designated a $7 million prize fund for the solutions to these problems, with $1 million allocated to each. • Yang–Mills and Mass Gap • Riemann Hypothesis • P vs NP Problem • Navier–Stokes Equation • Hodge Conjecture • Poincaré Conjecture • Birch and Swinnerton-Dyer Conjecture

  14. Milleniumproblemen Mukhtarbay Otelbayev of the Eurasian National University in Astana, Kazakhstan, says he has proved the Navier-Stokes existence and smoothness problem New Scientist, 22 January 2014

  15. Probleem opgelost? Bijna alle Navier-Stokes problemen zijn onmogelijk wiskundig exact op te lossen Hoe nu verder?

  16. 3. Oplossing Numerieke Wiskunde Experimenteel Theoretisch Numeriek

  17. Wat is Numerieke Wiskunde? Numeriek wiskundigen ontwerpen en analyseren algoritmen, waarmee met behulp van de computer, op een efficiente manier de voornoemde problemen nauwkeurig en betrouwbaar opgelost kunnen worden. • Efficient • Robuust • Stabiliteit • Fouten

  18. High Performance Computing • GPU MARIN simulator

  19. High Performance Computing

  20. Numeriek model • Rooster • Fysische eigenschappen • Postprocessing

  21. Numeriek model Rooster

  22. Numeriek model Rooster Goed Slecht

  23. Numeriek model Opstellen vergelijkingen • Eindige differentiemethode • Eindige volumemethode • Eindige elementenmethode • Massabehoud • Ingewikkeld gebied • Maximumprincipe

  24. Numeriek model Postprocessing

  25. Numeriek model Onbekenden • Horizontale snelheid vaarrichting • Horizontale snelheid dwarsrichting • Vertikale snelheid • Druk • Temperatuur • Dichtheid • Etc.

  26. Numeriek model Turbulentie How can turbulence be understood and its effects calculated?  One of the oldest problems of them all.  A vast amount is known about turbulence, and we can simulate it on a computer, but much about it remains mysterious. Aantal onbekenden voor een schip is 1018, Reynolds getal 109 Turbulentie, direct numerical simulation Onoplosbaar!

  27. Numeriek model Turbulentie • k-e model • Onbekende k • Onbekende e Keuze parameters?

  28. 4. Grote lineaire stelsels • Niet-lineair stelsel • Lineariseren • Picard (Vastepuntmethode) • Newton-Raphson Charles Émile Picard Sir Isaac Newton Joseph Raphson (1856 – 1941) (1643 – 1727) (1648 – 1715)

  29. Newton-Raphson methode

  30. Grote lineaire stelsels

  31. Grote lineaire stelsels

  32. Grote lineaire stelsels Afmetingen: 2,7 miljoen cellen Parallelle computer

  33. Grote lineaire stelsels Iteratieve methoden Delftse groep is wereldkampioen iteratieve methoden • Multigrid • CGS (1982) • Bi-CGSTAB (1992), meest geciteerde wiskundeartikel van de jaren ’90 • SIMPLE preconditioner (2000) • IDR(s) (2008)

  34. 5. Resultaten

  35. Resultaten (rooster)

  36. Resultaten (postprocessor)

  37. Resultaten

  38. Resultaten

  39. Resultaten

  40. 6. Conclusies • Meer onderzoek nodig • Meer studenten nodig • Veel werk voor wiskundigen

  41. Allerlei Resultaat modelleren

More Related