42439 - Strömungsmechanik Modulübersicht

Modulnummer: 42439
Modultitel:Strömungsmechanik
  Fluid Mechanics
Einrichtung: Fakultät 2 - Umwelt und Naturwissenschaften
Verantwortlich:
  • Dr. rer. nat. Will, Andreas
Lehr- und Prüfungssprache:Deutsch
Dauer:1 Semester
Angebotsturnus: jedes Sommersemester
Leistungspunkte: 6
Lernziele:Die Studierenden sollen ein grundlegendes Verständnis der Strömungsmechanik in allgemeiner Form erlangen und die Fähigkeit entwickeln, die zugrunde liegenden Prinzipien auf idealisierte Stömungskonfigurationen aus dem Bereich der wandgebundenen und geophysikalischen Strömungen anzuwenden. Sie sollen die Methoden erlernen, die Strömungsgleichungen aufzustellen und sie geeignet zu lösen. Die Interessen der Studierenden können hierbei berücksichtigt werden.
Die Übung vertieft Vorlesungsinhalte, sodass die Teilnehmenden unterstützt werden, Ihre Fähigkeiten in der quantitativen Behandlung von Strömungen weiterzuentwickeln.
Inhalte:Vorlesung „Strömungsmechanik“ (2 SWS)
  1. Eigenschaften von Fluiden; Zustandsgrößen
  2. Hydro- und Aerostatik
  3. Kinematik von Strömungen; Transport; Euler'sche und Lagrange'sche Betrachtung
  4. Grundgleichungen der Strömungsmechanik; Kräfte; Erhaltungssätze (Masse, Impuls, Energie)
  5. Newton'sche Fluide und ihre Eigenschaften (Zähigkeit; Reibungsbeiwert)
  6. Lösungsmethoden der Grundgleichungen
  7. Stationäre Strömungen (Rohr- und Kanalströmung; Bernoulli-Gleichung; Grenzschichtgleichungen)
  8. Instationäre Strömungen
  9. Geschichtete und rotierende Strömungen
  10. Wellen in Strömungen
  11. Instabilitäten und Turbulente Strömungen

Übung zur Vorlesung „Strömungsmechanik (2 SWS + Selbststudium)

Es werden wöchentlich Übungsaufgaben gestellt, die im Rahmen des Selbststudiums zu lösen sind. Die Übungsaufgaben dienen dem Verständnis der Vorlesungsinhalte und zur Vorbereitung auf die Abschlußprüfung. Vorlesungsinhalte werden auf konkrete Strömungsbeispiele angewendet und Lösungen mithilfe analytischer und/oder numerischer Methoden berechnet. Im Rahmen der Übung werden neue Übungen eingeführt und gegebenenfalls die dafür nötigen mathematischen und/oder physikalischen Grundlagen wiederholt. Die Lösungen der bereits besprochenen Übungsaufgaben sollen von den Kursteilnehmerinnen und teilnehmern vorgestellt werden.
Empfohlene Voraussetzungen:
  • Mathematik: mehrdimensionale Funktionen, Vektorrechnung, Differential- und Integralrechnung, numerische Methoden
  • Physik: Grundlagen der Mechanik und der Thermodynamik
Zwingende Voraussetzungen:keine
Lehrformen und Arbeitsumfang:
  • Vorlesung / 2 SWS
  • Übung / 2 SWS
  • Selbststudium / 120 Stunden
Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise:
  • Örtel, H., „Strömungsmechanik“, 7. Aufl., Springer-Vieweg
  • J. Pedloski, Geophysical Fluid Mechanics, Springer
  • H. Pichler, Dynamik der Atmosphäre, Spektrum
  • H.J. Lange, Die Physik des Wetters und des Klimas
  • Vorlesungsmaterialien werden im Laufe des Semesters zur Verfügung gestellt.
Modulprüfung:Modulabschlussprüfung (MAP)
Prüfungsleistung/en für Modulprüfung:Klausur (90 Minuten)
Bewertung der Modulprüfung:Prüfungsleistung - benotet
Teilnehmerbeschränkung:keine
Zuordnung zu Studiengängen:
  • Abschluss im Ausland / Elektrotechnik / keine PO
  • Abschluss im Ausland / Maschinenbau / keine PO
  • Abschluss im Ausland / Umweltingenieurwesen / keine PO
  • Master (universitär) / Umweltingenieurwesen / PO 2012
  • Master (universitär) / Umweltingenieurwesen / PO 2021
  • Abschluss im Ausland / Verfahrenstechnik - Prozess- und Anlagentechnik / keine PO
Bemerkungen:Folgende sinnvolle Ergänzungen und Vertiefungen werden empfohlen:Modul "Atmosphere", 11681
Modul "Wellen in Flüssigkeiten und Gasen", 31432
Modul "Grundlagen der Computersimulation von Strömungen" , 11844
Modul "Environmental Modelling", 41406
Veranstaltungen zum Modul:
  • 240107 Vorlesung Strömungsmechanik
  • 240108 Übung Strömungsmechanik
  • 240121 Prüfung Strömungsmechanik
Veranstaltungen im aktuellen Semester: