Laboratory for Flow Instabilities and Dynamics

Methoden der Datenanalyse in der Thermofluiddynamik - This course is offered in German only

Die Analyse großer Datenmengen („Big Data“) ist im Datenzeitalter von immer größerer Bedeutung. Die Strömungsmechanik, wo durch experimentelle Messungen bereits im 20. Jahrhundert sehr große Datenmengen gemessen wurden, gilt für Viele als Wiege der Datenanalyse. Bis heute werden durch immer aufwändigere numerische Simulationen und experimentelle Verfahren die zu analysierenden Datenmengen kontinuierlich größer. Dies führt dazu, dass die Methoden der Datenanalyse in der Thermofluiddynamik sich in einem kontinuierlichen Prozess der Weiterentwicklung befinden und sich diesbezüglich ein eigener Forschungsbereich herausgebildet hat. In dieser Lehrveranstaltung wollen wir Euch einen Einblick in diesen Themenbereich geben und Euch die zugehörigen Grundlagen vermitteln.

Zu diesem Zweck werden wir uns mit Strömungsfeldern aus verschiedenen Anwendungsbereichen beschäftigen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Datensätzen, die speziell an unserem Institut durch experimentelle und numerische Versuche gewonnen wurden, wie z.B. Brennkammerströmungen unter verschiedensten Betriebsbedingungen.

Die Lehre der Veranstaltung wird hybrid sein. Das bedeutet, dass den Studierenden die Theorie in Form von Lehrvideos vermittelt wird. So können Sie die Theorie in dem für sie angemessenen Tempo und zu dem für sie angemessenen Zeitpunkt erlernen und gegebenenfalls weiderholen. Ergänzt werden die Videos durch eine Sprechstunde, in der die Studierenden die Möglichkeit haben, Unklarheiten über den Lehrstoff in einem direkten Gespräch mit dem Fachbetreuer zu klären. Freitags findet eine Präsenzübung (Anwesenheitspflicht) statt mit dem Ziel, die erlernten Methoden in die Praxis umzusetzen. Zunächst stellt der Betreuer der Übung (Prof. Kilian Oberleithner oder Dr. Thomas Kaiser) den Studierenden die in der Übung zu analysierenden Daten vor. Diese stammen meist aus dem eigenen Institut und haben einen direkten Bezug zur aktuellen Forschung. Danach geht es ans Eingemachte: Die Studierenden wenden das theoretische Wissen in Kleingruppen an ihren eigenen Computern mit Unterstützung des Übungsleiters auf die Forschungsdaten an, um die Physik in der Strömung zu analysieren.

Es gibt einige Gründe, warum wir glauben, dass dies ein attraktives Konzept ist. Zum einen ermöglicht es den Studierenden, die notwendige Theorie selbstständig und flexibel in Lehrvideos zu erlernen, statt in trockenen Konfrontationsvorlesungen. Darüber hinaus wird der Austausch zwischen Dozenten/Wissenschaftlern und Studierenden gefördert, was zu einer besseren Vertiefung des Stoffes führt. Drittens bringt dieses Konzept die Studierenden mit interessanten und aktuellen Forschungsergebnissen in Kontakt, was erfahrungsgemäß sowohl den Studierenden als auch den Lehrenden viel Freude bereitet.

 

Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme

Kilian & Thomas

Diese Veranstaltung findet im Sommersemester statt.

Link zur ISIS-Site

 

Inhalt

Vorlesung

  • Diskrete Fourier-Analyse
  • Tripe Decomposition
  • Wirbelkriterien
  • Proper Orthogonal Decomposition
  • Dynamic Mode Decomposition
  • Tomographische Rekonstruktion

Übung

  • Begleitung der Vorlesung durch Beispiele und Programmieraufgaben
  • Anwendung der Methoden auf experimentelle Datensätze
  • Hausaufgaben (eigenständige Programmieraufgaben) 

Zeit und Ort der Veranstaltung

Vorlesung

Die Vorlesung wird im Sommersemester 2022 wieder in Präsenz stattfinden.

Im Block:
Vorlesung: Freitags 10:00 - 12:00 im H0112
Übung: Freitags 12:00 - 14:00 im H0111

Der erste Block von Vorlesung und Übung des Sommersemesters 2022 fällt auf den Karfreitag, somit findet die erste Vorlesung am 22. April, 2022 statt. 

Übung

Die Übung wird im Sommersemester 2022 wieder in Präsenz stattfinden.

Im Block:
Vorlesung: Freitags 10:00 - 12:00 im H0112
Übung: Freitags 12:00 - 14:00 im H0111

Der erste Block von Vorlesung und Übung des Sommersemesters 2022 fällt auf den Karfreitag, somit findet die erste Vorlesung am 22. April, 2022 statt. 

Sprechstunde

wöchentlich online, Live

Leistungspunkte

6 LP (4 SWS)

Voraussetzungen

Obligatorische Voraussetzungen

Keine

Wünschenswerte Voraussetzungen

  • Strömungslehre I + II
  • Grundlegende Kenntnisse in Matlab

 

Ansprechpartner

Hinweise

Organisatorische Hinweise

Sämtliche Lehrmaterialien aus Vorlesung und Übung werden auf ISIS bereitgestellt. Alle Teilnehmer der Veranstaltung sollten dort registriert sein.

Das Modul schließt mit einer mündlichen Prüfung ab.

Das Modul ist Bestandteil folgender Modullisten:

  • Luft- und Raumfahrttechnik (Master of Science)
  • Maschinenbau (Master of Science)
  • Physikalische Ingenieurwissenschaft (Bachelor of Science)
  • Physikalische Ingenieurwissenschaft (Master of Science)
  • Technomathematik (Bachelor of Science)
  • Technomathematik (Master of Science)

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.