Inhalt

Abstract:

Strömungen treten in allen Bereichen unserer natürlichen und technischen Umwelt auf, und jeder, der mit offenen Augen seine Umgebung wahrnimmt und ihre Bedeutung für sich und seine Mitmenschen abschätzt, kann sich von den weitreichenden Auswirkungen von Strömungsvorgängen überzeugen. Ohne sie wäre Leben, so wie wir es kennen, auf der Erde nicht möglich, noch könnten technische Prozesse in der uns bekannten Form ablaufen und zu der Vielzahl von Produkten führen, welche den hohen Lebensstandard bestimmen, den wir heute als selbstverständlich ansehen. Ohne Strömungen wäre unsere natürliche und technische Welt eine andere, eventuell gäbe es sie gar nicht. Strömungen sind somit lebensnotwendig im wahrsten Sinne des Wortes.

Strömungsvorgänge in unserer natürlichen Umwelt treten vielfältig auf: Es sind strömungsbedingte Transportvorgänge, über die unserem Körper der lebenswichtige Sauerstoff zugeführt wird. In den Blutbahnen des menschlichen Körpers werden durch Strömungen wichtige Nährstoffe transportiert und so den Zellen zugeführt, wo sie über komplexe chemische Reaktionen zum Aufbau und zur Energieversorgung des Körpers beitragen. Ähnlich der Bedeutung von Strömungsvorgängen für den menschlichen Körper, kommt der Vielfalt von Strömungen in der gesamten Tier- und Pflanzenwelt eine ebenso lebenswichtige Bedeutung zu.  
Ohne diese Strömungen gäbe es kein Wachstum in der Natur und der Mensch wäre seiner natürlichen Nahrungsmittel beraubt. Das Leben in der Natur ist folglich von Strömungsvorgängen abhängig und deren Verständnis ist ein wichtiger Bestandteil der Allgemeinbildung eines Menschen.

Der Kurs wird mit Teil II fortgeführt. Für jeden Teil werden 5 Credit Points nach ECTS vergeben. Die Kurse können auf zwei Semester verteilt werden, es können aber auch beide Teile in einem Semester bearbeitet werden.
Vorlesung Strömungsmechanik Teil 1: Kap. 1 - 14
Vorlesung Strömungsmechanik Teil 2: Kap. 15 - 28

Gliederung:

Vorlesung Strömungsmechanik Teil 1

1. Entwicklung der Strömungsmechanik, Bedeutung für Natur und Technik
2. Mathematische Grundlagen der Strömungsmechanik
3. Physikalische Grundlagen der Strömungsmechanik
4. Kinematische Betrachtungen von Fluidbewegungen
5. Methoden der Strömungsvisualisierung
6. Experimentelle Methoden der Strömungsmechanik und Auslegung von Windkanalanlagen  
7. Grundgleichungen der Strömungsmechanik I
8. Grundgleichungen der Strömungsmechanik II
9. Hydro- und Aerostatik
10. Ähnlichkeitsbetrachtungen und Dimensionsanalyse
11. Grundlagen der Hitzdraht-Anemometry
12. Grundlagen der LDA
13. Integralform der Grundgleichung der Strömungsmechanik
14. Viskose, vollentwickelte, eindimensionale Strömungen

Ausblick auf die Inhalte von Teil 2:

15. Gasdynamik I: Strömungen mit Dichteänderungen
16. Gasdynamik II: Strömungen mit Verdichtungsstößen
17. Auslegung strömungsmechanischer Anlagen
18. Auslegung strömungsmechanischer Anlagen
19. Zeitabhängige, eindimensionale Strömungen viskoser Fluide
20. Strömungen kleiner Reynoldszahlen
21. Strömungen großer Reynoldszahlen
22. Einführung in die Turbulenz
23. Grundgleichungen turbulenter Strömungen, Reynoldssche Gleichungen
24. Grundlagen der Turbulenzmodellierung
25. Grundlagen numerischer Strömungsberechnungen
26. Finite Volumen
27. Beispiele für Strömungsuntersuchungen
28. Quo Vadis - Strömungsmechanik

Detaillierter Inhalt:

Lern-/Qualifikationsziele:

Die Studierenden lernen:
- grundlegende physikalische Vorgänge in der Strömungsmechanik zu verstehen
- die Grundgleichungen der Strömungsmechanik zu analysieren
- die Grundgleichungen der Strömungsmechanik auf konkrete Probleme anzuwenden
- die wichtigsten experimentellen Verfahren zu beschreiben und zu evaluieren
- einen tiefergehenden Einblick in die verschiedenen Teilgebiete der Strömungsmechanik zu erlangen

Lern-/Qualifikationsziele:

-

Lehrveranstaltungstyp:

Kurs

Interaktionsformen mit Betreuer/in:

Übungsaufgaben, E-Mail, Kooperation Lerner/Betreuer bei der Aufgabenbearbeitung

Interaktionsformen mit Mitlernenden:

E-Mail

Kursdemo:

zur Kursdemo

Nutzung

Kurs ist konzipiert für:

Chemieingenieurwesen, Computational Engineering, Maschinenbau

Formale Voraussetzungen:

-

Erforderliche Vorkenntnisse:

-

Hinweise zur Nutzung:

Es gilt die Benutzerordnung der vhb.
Es wird empfohlen, die Vorlesung auf zwei Semester zu verteilen:
Teil 1: Kapitel 1 - 14 (3 SWS Vorlesung + 1 SWS Übung)
Teil 2: Kapitel 15 - 28 (3 SWS Vorlesung + 1 SWS Übung)

Kursumsetzung (verwendete Medien):

-

Erforderliche Technik:

-

Nutzungsentgelte:

für andere Personen als (reguläre) Studenten der vhb Trägerhochschulen nach Maßgabe der Benutzungs- und Entgeltordnung der vhb

Rechte hinsichtlich des Kursmaterials:

-

Verantwortlich

Anbieterhochschule:

Uni Erlangen-Nürnberg (FAU)

Anbieter:

Prof. Dr.-Ing. Stefan Becker

Autoren:

Franz Durst

Betreuer:

Prof. Dr.-Ing. Stefan Becker

Florian Zenger

Prüfung

Mündliche Prüfung

Art der Prüfung:

mündlicher Leistungsnachweis (Einzel)

Bemerkung:

Mündliche Prüfung

Prüfer:

Prof. Dr.-Ing. Stefan Becker

Prüfungsanmeldung erforderlich:

ja

Anmeldeverfahren:

Informationen beim Kursanbieter

Prüfungsanmeldefrist:

–

Prüfungsabmeldefrist:

–

Kapazität:

–

Prüfungsdatum:

Nach Absprache mit dem Prüfer

Prüfungsdauer:

30 Minuten

Prüfungsort:

Lehrstuhl für Prozessmaschinen und Anlagentechnik
Universität Erlangen-Nürnberg
Cauerstraße 4
91058 Erlangen

Zuständiges Prüfungsamt:

Heimathochschule der Studierenden

Zugelassene Hilfsmittel:

–

Formale Voraussetzungen für die Prüfungsteilnahme:

–

Inhaltliche Voraussetzungen für die Prüfungsteilnahme:

–

Zertifikat:

Ja (bewerteter Schein)

Anerkennung:

–