Strömungsmechanik Vertiefung (STM II)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Fluid Mechanics)
(Prüfungsordnungsmodul: Strömungsmechanik (Vertiefungsmodul))

Lehrveranstaltungen:

• • Strömungsmechanik Vertiefung
    (Vorlesung, 3 SWS, Antonio Delgado, Mo, 10:15 - 11:45, KS I)
  • Strömungsmechanik Vertiefung - Übung
    (Übung, 1 SWS, Antonio Delgado et al., Do, 16:15 - 17:45, H14)
  • Strömungsmechanik Vertiefung - Praktikum
    (Praktikum, 3 SWS, Jovan Jovanovic et al., zu vereinbarten Zeiten an vereinbarten Orten (siehe Aushänge am LSTM). Die Vorbesprechung findet in der 1. Vorlesung statt.)

Inhalt:

Die Vorlesung baut auf der Lehrveranstaltung Strömungsmechanik Kernfach (STM I) auf.
Die Grundgleichungen werden zusammenfassend noch einmal abgeleitet und die Ableitungen auf die Energiegleichung erweitert. Anschließend wird die Grenzschichttheorie für laminare Strömungen ausführlich vorgestellt.
In einem ersten Schritt werden die Vorgehensweisen zur Berechnung der aerodynamischen Grenzschicht von akademischen Strömungskonfigurationen detailliert behandelt. Dabei werden exakte Lösungen hergeleitet und ausgewählte Näherungsverfahren gezeigt.
In einem zweiten Schritt werden diese Vorgehensweisen auf Thermik und Stofftransport erweitert. Parallel werden die erworbenen strömungsmechanischen Kenntnisse genutzt, um Strömungsprobleme aus dem Alltag zu behandeln.

Versuche im Praktikum:

• Wirbelablösung: Die ablösende Strömung im Nachlauf eines prismenförmigen Hindernisses wird mit Hilfe einer Hitzdrahtsonde vermessen. Der Zusammenhang zwischen der Anströmgeschwindigkeit und der Ablösefrequenz wird untersucht.

• Grenzschicht: Geschwindigkeitsmessungen werden in der Grenzschicht einer Platte mittels einer Hitzdrahtsonde durchgeführt. Analytische Ergebnisse aus den Vorlesungen werden experimentell validiert.

• Hochdruck-Viskosimetrie: Mit Hilfe eines Kugelrollviskosimeters wird die Viskosität von Wasser bestimmt. Hierbei wird der Druck erhöht und die Abhängigkeit von Druck und Viskosität dokumentiert.
  

Lernziele und Kompetenzen:

Allgemein sollen theoretische und analytische Kenntnisse zur Herstellung und Berechnung von Ähnlichkeitslösungen bei laminaren Transportproblemen erworben werden.
Unter anderem können folgende Punkte erwähnt werden:

• Reynold’sche Transporttheorie

• Herleitung von laminaren Grenzschichtgleichungen

• Aufstellung von Ähnlichkeitsvariablen

• Herleitung von Ähnlichkeitsgleichungen

• Laminare aerodynamische Grenzschicht

• Laminare Temperaturgrenzschicht

• Laminare Stoffkonzentrationsgrenzschicht
  

Lernziele im Praktikum:

• Hitzdrahtsanemometrie, Strouhalzahl

• Hitzdrahtsanemometrie, Grenzschicht

• Rheologie
  

Literatur:

• L. Böswirth, S. Bschorer, Technische Strömungslehre, Vieweg+Teubner Verlag Springer, 2012.

• F. Durst, Grundlagen der Strömungsmechanik, Springer-Verlag Berlin, 2006.

• H. Schlichting, K. Gersten, Grenzschicht-Theorie, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 2006.

• J. H. Spurk, N. Aksel, Strömungslehre: Einführung in die Theorie der Strömungen, 4. Auflage, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 2010.

Organisatorisches:

Die Vorlesung baut auf den in der Lehrveranstaltung Strömungsmechanik Kernfach (STM I) erworbenen Kenntnissen auf. Die Vorlesung und die Übungen werden in Englisch gehalten.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | Vertiefungsmodule | Strömungsmechanik (Vertiefungsmodul))

Studien-/Prüfungsleistungen:

Strömungsmechanik Vertiefung (Prüfungsnummer: 44011)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2013/2014, 1. Wdh.: SS 2014, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Antonio Delgado

Strömungsmechanik Vertiefung Praktikum (Prüfungsnummer: 44012)

Prüfungsleistung, Praktikumsleistung, unbenotet

Erstablegung: WS 2013/2014, 1. Wdh.: SS 2014, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Antonio Delgado