Dynamik instabiler Strömungen

Kontrolle turbulenter Strömungen

In dieser Lehrveranstaltung wird auf Basis der erlernten Grundlagen turbulenter Strömungen der Aspekt der Strömungskontrolle vermittelt. Wir führen die lineare Stabilitätstheorie turbulenter Strömungen ein und behandeln damit die Entstehung und Kontrolle großskaliger turbulenter Strukturen. Es werden verschiedene empirische und analytische Verfahren zur Beschreibung dieser kohärenten Strukturen vorgestellt und diskutiert. Anschließend werden diverse Verfahren zur aktiven und passiven Strömungskontrolle im Detail diskutiert. Im Rahmen der Vorlesung sind einzelne Termine verschiedener Praxisanwendungen aus den Bereichen der Fahrzeug- und Flugzeugaerodynamik, Windenergie und Gasturbinenverbrennung gewidmet. Die begleitende Übung ergänzt die Vorlesung durch praktische Anwendung des Vorlesungsinhaltes, unter anderem durch Umsetzung diverser Methoden in Matlab.

Diese Veranstaltung findet im Sommersemester statt.

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Inhalt

Vorlesung

  • Stabilitätstheorie turbulenter Strömungen
  • Empirische Modenzerlegung und Modellreduktion
  • Aktive und passive Kontrollmethoden
  • Transitionskontrolle & Ablösekontrolle
  • Anwendungsbeispiele

Übung

  • Lineare Stabilitätsanalyse mit Matlab
  • Messübung am Beispiel eines angeregten Freistrahles (bei Online-Lehrbetrieb entfällt die Messübung)
  • Auswertung des Messdaten:
    • Phasenmittelung
    • Fourierzerlegung
    • Proper Orthogonal Decomposition
  • Hausaufgabe: Erstellen eines WikL Artikel im Format einer wissenschaftlichen Konferenz (Einreichen, Reviewen, Überarbeiten, Präsentieren)

Zeit und Ort der Veranstaltung

Vorlesung

Ab 26.04.22 immer Dienstags um 10:15-11:45 Uhr in BIB 014

Übung

Ab 27.04.22 immer Mittwochs um 14:15-15:45 Uhr in C230

Sprechstunde

auf Anfrage an Kilian oder Sirko

Leistungspunkte

6 LP (4 SWS)

Voraussetzungen

Obligatorische Voraussetzungen

Keine

Wünschenswerte Voraussetzungen

  • Strömungslehre
  • Grundlagen turbulenter Strömungen
  • Grundlegende Kenntnisse in Matlab

 

Ansprechpartner

Übung

M.Sc. Phoebe Kuhn

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.