Grundlagen turbulenter Strömungen
© Y. Kohama
Fast jede Strömung in Natur und Technik ist turbulent. Die Vermessung, Berechnung und Modellierung turbulenter Strömungen ist jedoch äußerst anspruchsvoll und immer noch Gegenstand von Forschung und Entwicklung. In technischen Anwendungen spielt Turbulenz eine äußerst wichtige Rolle. Sie ist u.a. verantwortlich für hohe Reibungsverluste, Vibrationen und Lärmentstehung. Doch auch positive Effekte lassen sich mittels Turbulenz erzielen, wie zum Beispiel die Verzögerung von Strömungsablösung oder die Verbesserung von Mischungsprozessen.
In dieser Lehrveranstaltung werden wir turbulente Strömungen phänomenologisch einführen und aktuelle Analyse- und Modellierungswerkzeuge vorstellen. Durch interaktive Messübungen im Windkanal werden die erlernten Methoden angewandt und die Eigenschaften turbulenter Strömungen weiter vertieft. Die grundlegenden Mechanismen werden dabei stets auf technisch relevante Strömungen wie z.B. am Flügel, um Fahrzeuge oder in Turbomaschinen bezogen.
Diese Veranstaltung findet im Wintersemester 2022/23 statt.
Die Veranstaltung wird größtenteils in Präsenz abgehalten. Die erste Vorlesung ist am 20.10.2022 um 16:15 Uhr im C 264, die erste Übung am 25.10.2022 um 10:15 Uhr im H 0106. Für laufend aktuelle Informationen bitte in den dazugehörigen ISIS-Kurs einschreiben!
Inhalt
Vorlesung
- Was ist Turbulenz? Wie entsteht sie?
- Grundgleichungen turbulenter Strömungen
- Statistische Methoden der Turbulenz (Korrelation und Spektrum)
- Theorie der Turbulenz (Energiekaskade, Lokalisotropie)
- Turbulenzmodellierung (RANS, LES, DNS)
- Beispiele für Scherströmungen
Übung
- Vorlesungsbegleitung durch Beispiele, Rechnungen und Herleitungen
- Methodenvertiefung (Korrelation, Fouriertransformation)
- Messübung (Versuch, Auswertung, Dokumentation)
- Hausaufgaben (Messdatenauswertung, Rechenübungen)
- Institutseigenes Wiki (Nutzen und Erstellen von Inhalten)
Zeit und Ort der Veranstaltung
Vorlesung
Donnerstag, 16:15 bis 17:45 Uhr, C 264 (1. Vorlesung am 20.10.2022)
Übung
Dienstag, 10:15 bis 1145 Uhr, H 0106 (1. Übung am 25.10.2022)
Leistungspunkte
6 LP (4 SWS)
Voraussetzungen
Obligatorische Voraussetzungen
Keine
Wünschenswerte Voraussetzungen
- Strömungslehre
- Grundlegende Kenntnisse in Matlab
Ansprechpartner
Vorlesung
Übung
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.
