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Modul: Analysis of Turbulent Flows [bauiM2S32-NS3]‌

Verantwortliche: M. Uhlmann

Studiengang: Bauingenieurwesen (M.Sc.)

Fach: Studienschwerpunkt "Wasser und Umwelt" (SP 2)

Qualifikationsziele

Die Studierenden sind in der Lage, die grundlegenden Charakteristika turbulenter Strömungen zu beschreiben und deren Auswirkungen auf verschiedene Bilanzgrößen zu quantifizieren. Sie können die Problematik der Berech- nung turbulenter Strömungen einordnen. Mit diesem Wissen können sie die Vor- und Nachteile der verschiedenen Modellierungsansätze je nach Anwendung gegeneinander abwägen und eine angemessene Auswahl für ein gege- benes Problem treffen. Die Studierenden können die zu erwartenden Ergebnisse von Turbulenzmodellen kritisch hinsichtlich Voraussagefähigkeit und Berechnungsaufwand analysieren.

Erfolgskontrolle, gemäß SPO Bauingenieurwesen (M.Sc.)

Bildung der Modulnote

Modulnote ist Note der Prüfungen

Bedingungen

darf nicht zusammen mit dem Modul Turbulente Strömungen [bauiM2S20-NS1] gewählt werden.

Empfehlungen

Hydromechanik/Strömungsmechanik (Umgang mit den Navier-Stokes Gleichungen)

Höhere Mathematik (Analysis - partielle Differentialgleichungen, Fourieranalyse, Vektoren/Tensoren, Matrizen und Eigenwerte; Statistik)

Vorkenntnisse in der Programmierung mit Matlab sind hilfreich; ansonsten wird empfohlen, am Kurs ’Einführung in Matlab’ teilzunehmen.

Lehrveranstaltungen im Modul

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit (1 SWS = 1 Std. x 15 Wo.): Vorlesungen, Übungen: 60 Std.

Selbststudium:

Vor- und Nachbereitung: 60 Std. Prüfungsvorbereitung und Prüfung: 60 Std.

Summe: 180 Std.

Inhalt

Fluidmechanik Turbulenter Strömungen:

• Allgemeine Einführung zu turbulenten Strömungen

Bauingenieurwesen (M.Sc.)

Modulhandbuch mit Stand 27.09.2016 169

4 MODULE 4.2 Module Studienschwerpunkt 2: Wasser und Umwelt

• Grundgleichungen

• Statistische Beschreibung turbulenter Strömungen

• freie Scherströmungen

• die Skalen der turbulenten Strömung

• Wandnahe turbulente Strömungen

• Direktsimulationen als numerische Experimente Turbulenzmodelle RANS-LES:

• Einführung in die Reynolds-gemittelte Modellierung (RANS)

• k-epsilon und andere Wirbelviskositätsmodelle

• Transportmodelle für die Reynoldsspannungen

• Konzept der Large-Eddy Simulation (LES)

• räumliche Filteroperationen

• gängige Feinstrukturmodelle

• Randbedingungen und Behandlung der wandnahen Zone

Bauingenieurwesen (M.Sc.)

Modulhandbuch mit Stand 27.09.2016 170

4 MODULE 4.2 Module Studienschwerpunkt 2: Wasser und Umwelt

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