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Aerodynamik I

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#50123 / #1

SS 2014 - WS 2015/16

Deutsch

Aerodynamik I

6

Peitsch, Dieter

Benotet

Mündliche Prüfung

Deutsch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Luft- und Raumfahrt

35341600 FG Aerodynamik, insb. Überschalltechnik

Verkehrswesen

Kontakt


F 2

Weiss, Julien

julien.weiss@tu-berlin.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Aerodynamik I über: Kenntnisse: - von grundlegenden Begrifflichkeiten der Aerodynamik und typischen Darstellungsformen aerodynamischer Leistungsdaten (Polaren) - von potenzialtheoretischen Strömungen sowie von den auf der Potenzialtheorie aufbauenden einfachen Berechnungsverfahren: Theorie schlanker Profile, Prandtl'sches Traglinienverfahren ,Multhopp-Verfahren - von der Auslegungssystematik von Tragflügelprofilen - von der Umströmung eines endlichen Tragflügels und den daraus resultierenden Folgen auf seine Polaren - von der Ausbildung laminarer und turbulenter Grenzschichten an Körperoberflächen in viskosen Fluiden und deren Einfluss auf die Körperumströmung sowie von der aktiven und passiven Laminarhaltung im Unterschall - von Strömungsinstabilitäten und deren Einflüssen auf Körperumströmungen - vom Phänomen der Strömungsablösung, von deren Ursachen, Folgen und den Möglichkeiten, die Strömungsablösung zu beeinflussen - von Hochauftriebssystemen verschiedener Bauarten und deren aerodynamischen Funktions- und Wirkprinzipien - von den Grundlagen der Fahrzeugaerodynamik Fertigkeiten: - Berechnung der Auftriebs- und Momentenpolare schlanker Profile aus der Profilgeometrie - Berechnung der Druckverteilungen von einfachen Körpern (ohne Auftrieb) in Potenzialströmungen anhand der Körpergeometrie - Berechnung des Auftrieb sowie des induzierten Widerstandes von einfachen Tragflügeln - Berechnung des Widerstands viskos umströmter Körper in Abhängigkeit von der Transitionslage Kompetenzen: - das Arbeiten mit Profil- und Tragflügelpolaren - Auslegung von Profilen für Unterschallströmungen in Abhängigkeit vom Einsatzbereich - Auslegung einfacher Tragflügel - Bewertung des Einflusses von Grenzschichten auf Profil- und Tragflügelumströmungen sowie Beurteilung von Maßnahmen zur Beeinflussung der Grenzschicht - Programmierung und Ergebnisdarstellung mit der Software Scilab oder Matlab - Arbeiten in Kleingruppen

Lehrinhalte

Vorlesung: - Grundlagen inkompressibler Strömungen - Potenzialtheorie - Profilaerodynamik - Einfache 2D-Berechnungsmethoden (Theorie schlanker Profile, Panel-Verfahren) - Tragflügelaerodynamik - Grenzschichten - Strömungsablösung - Hochauftrieb - Fahrzeugaerodynamik Übung: - Grundlagen: Erhaltungssätze, Bernoulli, Druckdefinitionen, ICAO-Atmosphäre - Profilaerodynamik: NACA-Nomenklatur, Beiwerte, Polaren - Berechnungsmethoden: Berechnung der Auftriebs- und Momentenpolare eines NACA-Profils nach der Theorie schlanker Profile - Berechnungsmethoden: Programmierung eines einfachen Quell-Panel-Verfahrens zur Berechnung des Druckverlaufes an einem NACA-Profil - Berechnungsmethoden: Programmierung des Multhopp-Verfahrens zur Berechnung der Auftriebsverteilung von Tragflügeln - Grenzschichten: Berechnung des Widerstands viskos umströmter Platten, Übertragung der Erkenntnisse auf den Tragflügel - Grenzschichten: Berechnungen zur Transition (Grenzschichtumschlag) und Grenzschichtentwicklung an einem Laminarflügel Experiment: Je nachdem, welcher Windkanal des Instituts für Luft- und Raumfahrt zur Verfügung steht, wird eines der folgenden Experimente in Kleingruppen durchgeführt: 1) Ein Tragflügel wird am Windkanal bei verschiedenen Anstellwinkeln vermessen und die in der Vorlesung und Übung erläuterten anstellwinkelabhängigen Strömungsphänomene (wie z.B. Auftrieb und Strömungsablösung) veranschaulicht. 2) Eine Hochauftriebskonfiguration, bestehend aus Hauptflügel und Hinterkantenklappe, wird am Windkanal bei verschiedenen Klappenwinkeln untersucht und der Einfluss der Klappe bzw. des Klappenwinkels auf die aerodynamischen Kenndaten der Hochauftriebskonfiguration ermittelt. 3) An einem mit einem Oberflächen-Sensorarray ausgestatteten Tragflügel werden am Windkanal Untersuchungen zur Transitionslage und deren Dynamik durchgeführt und die in der Vorlesung und Übung erläuterten Transitionsphänomene veranschaulicht.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Aerodynamik IVL3534 L 110SoSede2
Aerodynamik IUE111SoSede2
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Aerodynamik I (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

Aerodynamik I (UE):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Es kommen Vorlesungen sowie theoretische und experimentelle Übungen zum Einsatz. Vorlesung: In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermittelt. Übungen: In den theoretischen Übungen werden Lösungen von den Lehrenden vorgestellt. An den theoretischen Übungen nehmen alle Studierenden gleichzeitig teil; die experimentellen Übungen werden in kleinen Gruppen durchgeführt. Zu den Übungen werden Hausarbeiten angeboten, die in kleinen Gruppen bearbeitet werden.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

a) obligatorisch: - Strömungslehre b) wünschenswert: - Lineare Algebra für Ingenieure - Analysis I - Analysis II - Differentialgleichungen für Ingenieure - Mechanik - Kinematik und Dynamik - Einführung in die Informationstechnik - Einführung in die klassische Physik für Ingenieure

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache(n)

Deutsch

Dauer/Umfang

Keine Angabe

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Eine mündliche Prüfung am Ende

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 100.

Anmeldeformalitäten

Anmeldung zur Lehrveranstaltung: - Teilnehmerliste in der ersten Veranstaltung Anmeldung zur Prüfung: Mündliche Prüfungen müssen im Prüfungsamt angemeldet werden. Terminabsprache erfolgt mit dem zuständigen Mitarbeiter des Fachgebietes. Nähere Informationen zur Anmeldung und zu Prüfungsterminen sind im Internet unter http://www.aero.tu-berlin.de abrufbar.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
Beim betreuenden Assistenten

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Keine empfohlene Literatur angegeben

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Dieses Modul ist insbesondere geeignet für den Studiengang: - Luft- und Raumfahrt - als Wahlmodul für den Studiengang Physikalische Ingenieurswissenschaft Geeignete Studienschwerpunkte: - Aerodynamik in der Luft- und Raumfahrt Es bildet die Grundlage für die weiterführenden Module: - Aerodynamik II - Aerothermodynamik - Projektaerodynamik - Gasdynamik

Sonstiges

Literaturliste im Skript