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Strömungslehre

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Strömungslehre
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Wirtschaftsingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2013
Code: WIBASc-525-625-Ing20
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2V+2U (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 4
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur

[letzte Änderung 12.01.2017]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

WIBASc-525-625-Ing20 Wirtschaftsingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2013 , 4. Semester, Wahlpflichtfach, allgemeinwissenschaftlich
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert
Dozent/innen:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert


[letzte Änderung 06.01.2020]
Lernziele:
Studierende, die dieses Modul erfolgreich abgeschlossen haben, können:
•       auf Fragen zu Grundlagen der klassische Strömungslehre antworten
•       eine innovativen Flugzeuggeometrie im Team planen
•       Strömungssimulationen des Prototypen mit ANSYS Workbench (CFX) durchführen
•       auf Anfrage selbständig Problemstellung aus diesem Bereich bewerten und Aufgaben formulieren
•       aus erster Einführungsschulung in das Arbeiten mit dem 3D-Strömungssimulations-Programm ANSYS Workbench (CFX) äußern
•       im späteren Berufsalltag Aufwand und Nutzen einer kommerziellen Strömungssimulation einordnen
•       Aufgabenstellung aus diesem Bereich für Mitarbeiter erfolgreich formulieren

[letzte Änderung 06.01.2020]
Inhalt:
1.      Einteilung der Gruppe in Projektteams:
        1.1     Festlegung der Projektstruktur und Rollen
        1.2     Planung der Aufgaben
 
2.      Theorie der klassischen Strömungslehre:
        2.1     Vorstellung unterschiedlicher Flügelprofile (NACA, etc.)
        2.2     Profilumströmung und Rotordesign
        2.3     Euler- und Bernoulli-Gleichung
        2.4     Massenerhaltung
        2.5     Impulserhaltung; Navier-Stokes Gleichungen
        2.6     Zwei Gleichungs-Turbulenzmodelle
        2.7     Verlustberechnung, Strömungsabriss
 
3.      Grundlagen der ANSYS Workbench (CFX):
        3.1     Erstellung einer parametrisierten Strömungsgeometrie
        3.2     Diskretisierung der Geometrie mit Rechengittern
        3.3     numerische Lösung der partiellen Differentialgleichungen
        3.4     Visualisierung und Interpretation der 3D-Strömungsergebnisse
        3.5     Dokumentation der Simulationsergebnisse (Excel, Powerpoint)
 
4.      Durchführung der Praktikumsversuche:
        4.1     Erzeugung des Prototypen mit dem 3-D Drucker
        4.2     Erstellung eine Versuchsplans (DOE)
        4.3     Durchführung der Praktikumsversuche am Windkanal
        4.4     Dokumentation der Versuchsergebnisse (Excel, Powerpoint)
 
5.      Darstellung und Diskusion der Ergebnisse in einem Vortrag vor der Gruppe

[letzte Änderung 06.01.2020]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
•       Vorlesung am Beamer
•       Durchführung von praxisrelevanten Strömungssimulationen mit der ANSYS Workbench (CFX)
•       Betreute Rechnerübung im PC Pool
•       Präsentation der Lösungen
•       Durchführung der Praktikumsversuche
•       Erstellung eigener PowerPoint Präsentationen der erzielten Ergebnisse

[letzte Änderung 06.01.2020]
Sonstige Informationen:
•       Vorlesung und Übung finden im PC Pool statt
•       Übungen am Stömungssimulations-Programm ANSYS Workbench (CFX) werden geschult (keine Vorkenntnisse notwendig)
•       Abschluss durch eine Präsentation der Ergebnisse und Klausur

[letzte Änderung 06.01.2020]
Literatur:
•       Chant, Christopher: "Flugzeug-Prototypen. Vom Senkrechtstarter zum Stealth-Bomber"; Stuttgart, Motorbuch, 1992
•       Strybny, Jan: "Ohne Panik - Strömungsmechanik Lernbuch zur Prüfungsvorbereitung"; vieweg Verlag, 2003
•       Siekmann, Helmut: "Strömungslehre - Grundlagen"; Springer Verlag, 2000
•       Kalide, Wolfgang; "Einführung in die Technische Strömungslehre"; Hanser Verlag, 1984
•       Bohl, Willi: "Technische Strömungslehre"; Vogel Buchverlag, 2002
•       Noll, Berthold: "Numerische Strömungsmechanik - Grundlagen"; Springer-Verlag, 1993
•       Spurk, Joseph H.: "Strömungslehre - Einführung in die Theorie und Praxis"; Springer-Verlag, 1992
•       Sigloch, Herbert: "Technische Fluidmechanik"; Springer-Verlag, 2007
•       Vorlesungsskript "Strömungslehre"

[letzte Änderung 06.01.2020]
 
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