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Höhere Strömungslehre / Strömungslehre II

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#50351 / #2

Seit WiSe 2024/25

Deutsch

Höhere Strömungslehre / Strömungslehre II

6

Paschereit, Christian Oliver

Benotet

Mündliche Prüfung

Deutsch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik

35311200 FG Experimentelle Strömungsmechanik

Physikalische Ingenieurwissenschaft

Kontakt


HF 1

Paschereit, Christian Oliver

stroemungslehre@fd.tu-berlin.de

https://www.tu.berlin/fd/studium-lehre/lehrveranstaltungen

Lernergebnisse

Das Modul "Höhere Strömungslehre / Strömungslehre 2" baut auf dem Modul "Grundlagen der Strömungslehre / Strömungslehre 1" auf. Die dort behandelten Aspekte werden vertieft sowie neue Phänomene der Strömungsmechanik beleuchtet, sodass die Studierenden ihr physikalisches Verständnis von Bewegungen von Flüssigkeiten und Gasen erweitern und intensivieren. Strömungslehre 1 befasst sich hauptsächlich mit Strömungsvorgängen in Rohrströmungen (z. B. basierend auf der Stromfadentheorie und der Navier-Stokes-Gleichung). Strömungslehre 2 erweitert den Anwendungsbereich auf freie Strömungen, wobei dies am Beispiel der Umströmung eines Tragflügels veranschaulicht wird. Zunächst werden die wesentlichen Aspekte der Umströmung von Körpern im Detail behandelt (Potenzialtheorie, Grenzschichtströmung, Turbulenz, etc.) und anschließend zu einer umfassenden Strömungsbetrachtung zusammengeführt. Abschließend befasst sich das Modul mit den Grundlagen der kompressiblen Strömungen (Gasdynamik), die anhand der Lavaldüse veranschaulicht werden. Durch die umfassende Analyse freier Strömungen bereitet das Modul optimal auf weiterführenden Lehrveranstaltungen vor (z. B. Automobil- und Bauwerksumströmungen, Aerodynamik, Gasdynamik, Windkraftanlagen, Grundlagen turbulenter Strömungen, etc.). Das im Kurs vermittelte Verständnis wird auf eine mathematisch fundierte Grundlage zur Berechnung von Strömungen gestützt. Im Kurs werden folgende Kenntnisse vermittelt: - Vertiefung der Grundlagen aus Strömungslehre 1 - Praktische ingenieurswissenschaftliche Anwendungsbereiche und Methoden - Mathematisch fundierte Grundlagen zur Berechnung von Strömungen - Beurteilung der Wirkungsweise von Anwendungen der Strömungs- und Verfahrenstechnik in weiterführenden Veranstaltungen sowie das Verständnis dort verwendeter Auslegungsverfahren Zu erlangende Kompetenzen sind: - Fähigkeit, allgemeine strömungsmechanische Problemstellungen qualitativ und quantitativ zu beurteilen - Beurteilung der Eignung verwendeter strömungstechnischer Ansätze und Modelle - Fähigkeit, aus allgemeinen technischen Problemstellungen strömungsmechanische Teilaufgaben zu identifizieren und zu bearbeiten

Lehrinhalte

Das Modul „Höhere Strömungslehre“ analysiert die Teilbereiche freier Strömungen und schließt mit der Betrachtung kompressibler Strömungen ab: • Potentialströmung (mathematische Grundlagen, Zylinderumströmung, Kräfte, Abbildung auf Tragflügel) • Wirbelströmungen (Wirbelmodelle, Wirbelsätze, induzierter Widerstand) • Grenzschichtströmung (Prandtlsche Grenzschichttheorie, Grenzschichtdefinition, Blasius-Grenzschicht) • Turbulenz (Reynoldsgleichung, Schließungsmodelle, turbulente Grenzschichten) • Umströmung von Körpern, Profilen und Tragflügeln (Widerstandsanteile, Kármánsche Wirbelstraße, Tragflächenpolare) • Kompressible Strömungen (Bernoulli-Gleichung der Gasdynamik, Flächen-Geschwindigkeits-Beziehung, Lavaldüse, Verdichtungsstöße)

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Höhere StrömungslehreVL377WiSe/SoSede2
Höhere StrömungslehreUE378WiSe/SoSede2
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Höhere Strömungslehre (VL):

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

Höhere Strömungslehre (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

Das Modul wird getrennt nach Vorlesung und Übung durchgeführt. In der Vorlesung stellt das Lehrpersonal die theoretischen Grundlagen vor, während in der Übung im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden die Themen aus der Vorlesung eingehender diskutiert und gleichzeitig Lösungsansätze für konkrete strömungsmechanische Probleme entwickelt werden. Es werden unterstützende Experimente und Simulationen gezeigt und erklärt.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre oder Äquivalent b) wünschenswert: Analysis II, Differentialgleichungen, Thermodynamik

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)

Teilnahme an einer mündlichen Prüfung. Alternativ: Das Modul ""Grundlagen der Strömungslehre"" kann zusammen mit dem Modul ""Höheren Strömungslehre"" gemeinsam mündlich geprüft werden.

Dauer des Moduls

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

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Anmeldung im Prüfungsamt erforderlich. Bei mündlicher Prüfung (siehe Punkt 8): Termin vereinbaren.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
www.fd.tu-berlin.de

 

Literatur

Empfohlene Literatur
H. Schlichting und E. Truckenbrodt, "Aerodynamik des Flugzeuges", Band I, Springer Verlag
K. Wieghardt, "Theoretische Strömungslehre", Teubner Verlag
Schade / Kunz, Kameier / Paschereit: Strömungslehre, 3. Auflage, de Gruyter Verlag, 2007
Wille: Strömungslehre, Skript

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Energie- und Prozesstechnik (B. Sc.)12WiSe 2024/25SoSe 2025
Fahrzeugtechnik (M. Sc.)12WiSe 2024/25SoSe 2025
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)12WiSe 2024/25SoSe 2025
Maschinenbau (B. Sc.)11SoSe 2025SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (B. Sc.)24WiSe 2024/25SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)24WiSe 2024/25SoSe 2025
Technomathematik (B. Sc.)14WiSe 2024/25SoSe 2025
Verkehrswesen (B. Sc.)12WiSe 2024/25SoSe 2025
Wirtschaftsingenieurwesen (B. Sc.)14SoSe 2025SoSe 2025
Wirtschaftsingenieurwesen (M. Sc.)14SoSe 2025SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Wirtschaftsingenieurwesen und andere

Sonstiges

Die Veranstaltungen dient als Grundlage für die Vorlesungen "Grundlagen turbulenter Strömungen", "Aerodynamik", "Gasturbinen und Thermoakustik", "Automobil- und Bauwerksumströmungen", "Mess- und Informationstechnik", "Strömungsmechnische Projekt". Das Modul "Grundlagen der Strömungslehre" kann alternativ zusammen mit dem Modul "Höheren Strömungslehre" gemeinsam mündlich geprüft werden.