Angewandte Fluiddynamik

Die Turbulenz gehört zu den faszinierendsten Phänomenen, welche die Strömungsmechanik zu bieten hat. Obwohl die mathematischen Grundgleichungen zur Beschreibung dieses physikalischen Phänomens bekannt sind, numerische Algorithmen zu deren Lösung vorhanden sind und Höchstleistungsrechner zur Verfügung stehen, zählt die Turbulenz weiterhin zu den großen ungelösten Problemen der klassischen Physik. In der Technik sind praktisch alle Strömungen turbulent – laminare Strömungen treten nur in Ausnahmefällen auf. Turbulenz führt u.a. zur Widerstandserhöhung, zur Lärmproduktion und zu einem erhöhten Wärme- und Stoffübergang. Die Vorlesung gibt einen Einblick in die Physik turbulenter Strömungen und beschreibt, wie sich turbulente Strömungen berechnen lassen, sowohl aus der Sicht der Wissenschaft, aber auch aus der Sicht der Industrie. Am Ende wird noch auch zwei Multi-Physics-Probleme eingegangen, die Fluid-Struktur-Interaktion und disperse Mehrphasenströmungen.

Inhalt:

• Einführung Bedeutung und Eigenschaften turbulenter Strömungen
• Physikalische Phänomene und ihre technische Bedeutung
• Überblick über Berechnungsverfahren zur Beschreibung turbulenter Strömungen
• Direkte numerische Simulation (DNS)
• Large-Eddy Simulation (LES)
• Reynolds-gemittelte Navier-Stokes-Gleichungen (RANS) und statistische Turbulenzmodelle
• Numerische Simulation von Fluid-Struktur -Interaktionen
• Numerische Simulation von dispersen Mehrphasen-Strömungen

Hinweise:

Kombiniert mit dem Fach „Numerische Strömungsmechanik“ (MB 09433)  kann diese Lehrveranstaltung als Langfach im Master-Studiengang anerkannt werden.

Unterlagen zur Lehrveranstaltung finden Sie auf der E-Learning Platform Ilias: