NummerflmMECTS3.0AnspruchsniveauintermediateInhaltsübersichtVon Wind- und Wasserkraftwerken über Ur- und Umformprozesse in der Produktions- und Kunststofftechnik bis zur Klimatisierung von Gebäuden und Umströmung von Fahrzeugen – überall benötigen Fachleute des Maschinenbaus solide Kenntnisse der Fluiddynamik. In diesem Modul werden die Grundlagen dazu vermittelt.
Grundbegriffe und Phänomene: Fluid (Definition, Kontinuum), turbulente und laminare / stationäre und instationäre / kompressible und inkompressible Strömung, Schubspannung und Viskosität.
Fluidstatik: Grundgleichung, hydrostatische Kräfte auf Wände, Auftrieb und Schwimmen.
Beschreibung der Fluidbewegung in integraler Form (Bilanzgleichungen): Massenbilanz, Impulsbilanz, Energiebilanz, Bernoulli, Drallbilanz, Entropiebilanz.
Beschreibung der Fluidbewegung in differentieller Form: Substantielle Zeitableitung, Massenbilanz, Navier-Stokes-Gleichung.
Ähnlichkeit und Dimensionsanalyse: Kennzahlen, Anwendungen auf Modellstudien.
Inkompressible Innenströmungen: Rohreinläufe, laminare und turbulente Rohrströmungen, Bernoulli-Gleichung mit Verlusttermen, Verluste in Rohren und Leitungselementen, Pumpe in einer Rohrleitung.
Inkompressible Aussenströmungen: Staupunkt, laminare und turbulente Grenzschichten, Ablösung, Ausblick.
LernzieleDie Studierenden kennen
die grundlegenden Begriffe und Phänomene der Fluidmechanik; sie können eine gegebene Strömung aufgrund einer Schnellanalyse grob einordnen und beschreiben.
Die Studierenden sind fähig, Bilanzgleichungen für extensive Grössen (Masse, Impuls, Energie, …) zur Lösung konkreter fluidstatischer und dynamischer Fragestellungen aufzustellen und zu lösen.
Die Studierenden sind in der Lage, ein vorgegebenes Strömungsproblem mittels Dimensionsanalyse zu vereinfachen; sie sind in der Lage, Bedingungen für Modellversuche zu formulieren und Ergebnisse aus Modellversuchen auf Prototypen zu übertragen.
Die Studierenden kennen die bei inkompressiblen Innenströmungen auftretenden Phänomene. Sie sind insbesondere imstande, zu erwartende Druckverluste in Rohrsystemen und Leitungen zu bestimmen.
Die Studierenden kennen im Grundsatz die bei inkompressiblen Aussenströmungen sowie kompressiblen (inkl. transsonischen) Strömungen auftretenden Phänomene und verstehen es, in praktischen Anwendungsfällen die adäquaten Behandlungsmethoden zu wählen.
Empfohlene VorkenntnisseThermodynamik (thdM) - zwingend erforderlich
Mechanik M (mechM)
Differentialgleichungen M (dglM), paralleler Besuch
Mehrdimensionale Analysis (man)
LeistungsbewertungErfahrungsnote und MSP schriftlich 
