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Modulbezeichnung (engl.):
Introduction to Thermodynamics, Heat Transfer and Fluid Technology |
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Code: UI-T-TWF |
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3V+1U (4 Semesterwochenstunden) |
5 |
Studiensemester: 6 |
Pflichtfach: ja |
Arbeitssprache:
Deutsch |
Prüfungsart:
Klausur, 90 min.
[letzte Änderung 04.03.2024]
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UI-T-TWF (P251-0016) Umweltingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2021
, 6. Semester, Pflichtfach, technisch
UI-T-TWF (P251-0016) Umweltingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2023
, 6. Semester, Pflichtfach, technisch
UI-T-TWF (P251-0016) Umweltingenieurwesen, Bachelor, SO 01.10.2025
, 6. Semester, Pflichtfach, technisch
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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.
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Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
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Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
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Modulverantwortung:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert |
Dozent/innen: Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert
[letzte Änderung 07.08.2019]
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Lernziele:
Lernergebnisse: - die Studierenden kennen die Grundlagen der klassischen Strömungslehre, Thermodynamik und Wärmeübertragung - die Studierenden planen im Team ein innovatives Bauteil zur Kühlung einer thermischen Anlage - die Auslegung und Optimierung des Prototyps erfolgt mit ANSYS Workbench (CFX) - er/sie ist in der Lage, selbstständig Probleme in diesem Bereich zu erkennen und Aufgabenstellungen zu formulieren - erste Einarbeitung in die Arbeit mit dem 3D-Simulationstool ANSYS Workbench (CFX) Hauptziel ist, dass der/die Studierende die Kosten und den Nutzen eines Bauteil zur Kühlung einer Anlage in seinem/ihrem späteren Berufsleben einschätzen kann und damit bei der Stellenbesetzung bzw. erfolgreichen Anstellung einordnen kann
[letzte Änderung 11.04.2025]
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Inhalt:
1. Arbeit der Gruppe in Projektteams: 1.1 Definition der Projektstruktur und Rollen 1.2 Planung der Aufgaben 2. Theorie der klassischen Thermodynamik & Strömungslehre: 2.1 Vorstellung verschiedener Grundgleichungen und Vergleichszahlen 2.2 Profilströmung und Wärmeübergang 2.3 Euler- und Bernoulli-Gleichung 2.4 Massen- und Energieerhaltung 2.5 Impulserhaltung; Navier-Stokes-Gleichungen 2.6 Zweigleichungs-Turbulenzmodelle und Wärmeübergang 2.7 Verlustberechnung, Strömungsabriss, Grenzschicht 3. Grundlagen der ANSYS Workbench (CFX): 3.1 Erstellung einer parametrisierten 3D-Geometrie 3.2 Diskretisierung der Geometrie mit Gittern 3.3 numerische Lösung der partiellen Differentialgleichungen 3.4 Visualisierung und Interpretation der 3D-Simulationsergebnisse 3.5 Dokumentation der Simulationsergebnisse (Excel, Powerpoint) 4. Praktische Arbeit: 4.1 Erstellung des Prototyps eines Bauteils mit dem 3-D-Drucker 4.2 Erstellung eines Versuchsplans (DOE) 4.4 Dokumentation der Versuchsergebnisse (Excel, Powerpoint) Präsentation und Diskussion der Ergebnisse in einem Vortrag vor der Gruppe
[letzte Änderung 11.04.2025]
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Weitere Lehrmethoden und Medien:
- Vorlesung am Beamer - Durchführung von praxisrelevanten Strömungssimulationen mit ANSYS CFX - Betreute Rechnerübung im PC Pool - Präsentation der Lösungen - Durchführung der Simulationsversuche - Erstellung eigener PowerPoint Präsentationen der erzielten Ergebnisse
[letzte Änderung 11.04.2025]
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Sonstige Informationen:
- Vorlesung und Übung finden im PC-Pool statt - Übungen werden am Simulationstool ANSYS Workbench (CFX) trainiert (keine Vorkenntnisse erforderlich) - Abschluss durch eine schriftliche Prüfung - im Seminar können Inhalte in englischer Sprache vorkommen bzw. Übersetzungen notwendig sein
[letzte Änderung 11.04.2025]
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Literatur:
- Cengel, Yunus A.; Cimbala, John M.: "Fluid Mechanics Fundamentals and Applications"; Mc Graw Hill; Higher Education; 2010 - Peric, M., Ferziger, J. H.: "Computational Methods for Fluid Dynamics"; Springer-Verlag; 2004 - 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
[letzte Änderung 11.04.2025]
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