Strömungsprobleme beschreiben die Bewegung eines Fluids, d.h. eines Gases oder einer Flüssigkeit, innerhalb eines festen Gebiets. Die Geometrie dieses Gebiets wird durch verschiedene Typen von Rändern bestimmt. Es werden feste Wände und Ränder, an denen die Strömung von außen vorgegeben ist (z.B. an einem Einströmrand), unterschieden. Weiter können im Innern des Gebiets feste Körper liegen. Ein Problem kann somit durch Ränder, denen spezielle Randbedingungen zugeordnet werden, vorgegeben werden.
Das Untersuchen von Strömungsproblemen auf experimentellem Weg ist mit hohem Aufwand verbunden. Eine andere Möglichkeit bietet die Strömungssimulation, bei der die Versuche durch Computersimulationen ersetzt werden.
Bei der Strömungssimulation wird das Berechnungsgebiet durch ein Netz oder Gitter diskretisiert. An ausgewählten Punkten des Gebiets werden die entscheidenen Größen durch Näherungsverfahren berechnet. Eine Gesamtlösung ergibt sich dann durch Interpolation zwischen den Gitterpunkten. Ein in diesem Gebiet häufig eingesetztes Verfahren zur Berechnung komplexer Strukturen ist die Finite-Elemente-Methode (FEM).
Dabei handelt es sich um ein Verfahren zur numerischen Lösung von Differentialgleichungen auf endlichen Gebieten. Diese Gebiete werden in kleine Teilgebiete mit möglichst einfacher Struktur unterteilt, den finiten Elementen. Beschränkt man sich auf zweidimensionale Probleme, bieten sich Dreiecke als Elemente an. Die Elemente werden so zusammengesetzt, daß für die Berechnungen ein brauchbares Modell entsteht. Dieses Modell heißt Finite-Elemente-Netz.
Die Qualität der Lösung hängt im wesentlichen von der Güte des verwendeten Rechennetzes ab. Es muß also zunächst ein geeignetes Berechnungsnetz generiert werden, das den Bedingungen des anschließend verwendeten Approximationsverfahrens genügt.
Da die Strömungsverhältnisse in einigen Teilgebieten stark variieren, in anderen Gebieten jedoch relativ gleich bleiben, muß eine entsprechende Anpassung des Netzes an diese Gegebenheiten möglich sein. Eine Erhöhung der Punktdichte für das ganze Netz würde jedoch zu einer unnötigen Erhöhung der Rechenzeit und des Speicherplatzbedarfs führen. Es wird daher in dieser Arbeit ein Verfahren zum Erstellen unstrukturierter Berechnungsnetze vorgestellt. Dabei wird erst ein gleichmäßiges Netz erzeugt und dieses dann für bestimmte Teilbereiche verfeinert.
In Kapitel 2 wird zunächst erläutert, was das erstellte Programm leisten soll. Dazu werden die Anforderungen an die Bedienoberfläche und die Anforderungen, die an einen Netzgenerator gestellt werden, genannt. Grundlagen über das verwendete System zum Erstellen der Oberfläche - das X Window System - werden in Kapitel 3 vorgestellt. Da in den einzelnen Abschnitten auf Teilbereiche der Bedienoberfläche verwiesen wird, liefert Kapitel 4 eine kurze Beschreibung der Funktionalitäten, die in den einzelnen Abschnitten nicht weiter erläutert werden. Das Erstellen eines Berechnungsnetzes wird in Kapitel 5 ausführlich erläutert, wobei auch auf die Randgeometrie eines Problems eingegangen wird. Verschiedene Bearbeitungsmöglichkeiten eines bereits generierten Netzes werden in Kapitel 6 vorgestellt. Kapitel 7 enthält eine Zusammenfassung und gibt einen Ausblick auf mögliche Verbesserungen und Erweiterungen.