Lehrende: Prof. Dr.-Ing. Martin Oberlack; Apl. Prof. Dr.-Ing. Yongqi Wang
Veranstaltungsart: Vorlesung
Orga-Einheit: FB16 Maschinenbau
Anzeige im Stundenplan: Intro Turbulence
Fach:
Anrechenbar für:
Semesterwochenstunden: 3
Unterrichtssprache: Englisch
Min. | Max. Teilnehmerzahl: - | -
Digitale Lehre: Für die Lehrveranstaltung "Introduction to Turbulence" wird im Sommersemester 2024 der reguläre Präsenbetrieb angeboten. Als zusätzlichen Service werden wir elektronisches Material zum Selbststudium anbieten. Die Skripte und Übungen werden im Moodle-Kurs verfügbar sein. Bitte melden Sie sich unbedingt auch für den entsprechenden Moodle-Kurs an. Alle aktuellen Informationen und Lernmaterialien werden in Moodle veröffentlicht.
Lehrinhalte: - Ursachen der Turbulenz (Einführung in die lineare Stabilitätstheorie); - Einführung in die Turbulenz und ihre statistische Beschreibung; - Reynoldssche Zerlegung, Filterung und gemittelte Grundgleichungen; - Korrelationsgleichungen (Ein- und Mehr-Punkt); - Isotrope Turbulenz und die von Karman-Howarth Gleichung; - Turbulenter Decay- Turbulente Längenskalen; - Kolmogorovsche Theorie- Energiespektrum; - Weitere Theorien isotroper Turbulenz (Intermittenz); - Turbulente wandnahe Strömungen, Grenzschichten und Skalengesetze; - Freie Scherströmungen; - Abgelöste turbulente Strömungen; - Symmetrien und Grundlagen der Modellierungstheorie; - RANS Modell-Klassen
Literatur: Vorlesungsskript (auf moodle) Pope: Turbulent Flows, Cambridge Universtity Press, 2000.
Voraussetzungen: Vorlesungen Technische Mechanik IV oder Technische Strömungslehre. Kenntnisse der gewöhnlichen und partiellen Differentialgleichungen.
Erwartete Teilnehmerzahl: 50
Offizielle Kursbeschreibung: Lernergebnisse Nachdem die Studierenden die Lerneinheit erfolgreich abgeschlossen haben, sollten sie in der Lage sein: 1. Die Gesetzmässigkeiten zur statistischen Beschreibung von Turbulenz, basierend auf den Navier-Stokes Gleichungen, zu kennen. 2. Zentrale Definitionen für turbulente Parameter wie Längen- und Zeitmaße auszudrücken. 3. Die Herleitung der Kolmogorovsche Theorie und die turbulente Energiespektren sowie Erweiterungen für höhere Korrelationen zu erklären. 4. Die Herleitung der Zwei- und Mehr-Punkt Korrelationsgleichungen zu erklären. 5. Eine Vielzahl klassischer Strömungsformen z.B. wandnahe oder freie turbulente Strömungen zu unterscheiden und diese unter Angabe der jeweiligen Skalengesetze zu skizzieren. 6. Bei den Modellierungskonzepte der verschiedenen RANS Konzepte die unterschiedlichen Modellklassen zu kennen, sie anhand ihrer Vor- und Nachteile zu unterscheiden sowie die zentralen Modellierungskonzepte zu skizzieren und zu erläutern. 7. Die wesentlichen Ideen der Large-Eddy Simulation anhand von Gleichungen zu erläutern und die Vorteile aufzeigen sowie eine Abgrenzung zu den RANS Modellen vornehmen zu können. 8. Die Möglichkeiten und Grenzen bei allen Berechnungsmethoden gegeneinander abgrenzen zu können.
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