Navigation

Courses and Lectures

Strömungsmechanik I

Lecturers

Details

Time and place:

  • Tue 12:15-13:45, Room Zoom-Meeting

Fields of study

  • WF CE-BA-TW from SEM 5
  • WPF MB-BA-FG9 from SEM 3
  • WPF MB-MA-FG9 from SEM 1
  • PF ET-BA from SEM 4
  • PF CE-BA-TA-TFD from SEM 4
  • PF CEN-BA from SEM 4
  • PF CBI-BA from SEM 4

Prerequisites / Organizational information

Grundwissen in Mathematik und Physik für Ingenieure.
Vorlesung und Übungen werden in Deutsch gehalten.

Content

Die Vorlesung stellt eine Einführung in die Strömungsmechanik dar. Es werden Grundbegriffe behandelt und die wichtigsten Grundgesetze abgeleitet und angewendet.
In der Vorlesung werden kontinuumsmechanische Grundlagen, Strömungskinematik, Bilanzgleichungen, Hydrostatik, Grundlagen der Ähnlichkeitstheorie, Bernoulli-Gleichung etc. behandelt.

Strömungen werden auf ihr Deformationsverhalten hin analysiert. Die Grundgleichungen wie Kontinuitäts- und Navier-Stokes-Gleichung werden hergeleitet und deren Lösungen für grundlegende Strömungsformen werden vorgestellt.
Die Berechnungen von Kräften in Folge von Strömungsvorgängen werden anhand der integralen Impulsgleichung angegeben und der Einsatz der Endgleichung erläutert.
Aufbauend auf den Grundgesetzen wird die Hydrostatik als Sonderfall der Strömungsmechanik behandelt. Anhand zahlreicher Beispiele wird die Anwendung der hydrostatischen Grundgesetze verdeutlicht.
Zudem werden mit Hilfe von Größenordnungsbetrachtungen Grenzfälle der Navier-Stokes-Gleichung behandelt. Die Bernoulli-Gleichung wird abgeleitet und in zahlreichen Beispielen angewendet.
Übungen ergänzen die Vorlesung. Studenten werden angeleitet, das erhaltene Wissen zur Lösung strömungsmechanischer Probleme anzuwenden.

Recommended Literature

- J. H. Spurk, N. Aksel: |Strömungslehre: Einführung in die Theorie der Strömungen|, 8. Auflage, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 2010 - F. Durst: |Grundlagen der Strömungsmechanik - Eine Einführung in die Theorie der Strömungen in Fluiden|, Springer, 2006 - H. Kuhlmann: |Strömungsmechanik|, Pearson, 2007 - P. K. Kundu: |Fluid Mechanics|, 5th Ed., Academic Press, 2012 - F. M. White: |Fluid Mechanics|, 7th Rev. Ed., McGraw Hill, 2011 - F. A. Morrison: |An Introduction to Fluid Mechanics|, Cambridge University Press, 2013 - L. Böswirth: |Technische Strömungslehre|, 9. Auflage, Vieweg & Teubner, 2011 - W. Kümmel: |Technische Strömungsmechanik - Theorie und Praxis|, 3. Auflage, Teubner, 2007 - H. Sigloch: |Technische Fluidmechanik|, 8. Auflage, Springer, 2012 - H. Oertel Jr.: |Strömungsmechanik - Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele|, 6. Auflage, Vieweg & Teubner, 2011

ECTS information

Title

Fluid mechanics for mechanical engineering and energy technology

Credits

5

Content:

The lecture provides an introduction to fluid mechanics. Basic definitions are provided and the most important laws are introduced.

The lecture covers continuum mechanical basics, flow kinematics, conservation laws, hydrostatics, basics of similarity, Bernoulli equation etc.

Flow is analyzed according to different types of motion. Continuity equation and Navier-Stokes equation are derived and their solutions are presented.

It is shown how flow-induced forces are calculated using the integral momentum equation to solve various engineering problems.

Based on the conservation laws, hydrostatics is treated as a special case in fluid mechanics and applied to various cases.

Order-of-magnitude arguments are used to consider other special cases of the Navier-Stokes equation like the Stokes and the Euler equation.

The Bernoulli equation is derived, its applicability is discussed and it is used to determine pressure distributions and answer other engineering related questions of fluid mechanics.

Exercises complete the lecture. Students are instructed to apply their knowledge to solve fluid mechanical problems.

Additional information

Expected participants: 104