Hydromechanik III
Lehrende/r: Studienstufe: Semester: SWS: Typ: Prüfung: Zeit: Ort: | Master 1. (Wintersemester) 2 (Vorlesung) Wahlpflicht Klausur/Hausübung Do. 16:00 bis 18:00 |
Inhalt:
Nach Rekapitulation der Hydromechanik I Vorlesung, werden die Erhaltungsgleichungen realer Strömungen behandelt und die Navier-Stokes Gleichungen hergeleitet. Diese werden dann in vereinfachter Form auf die Lösung von stationären als auch instationären hydraulischen Strömungsproblem, sowohl in der technischen als auch umweltbezogenen Hydromechanik angewendet. Schliesslich werden fluiddynamische Transportprobleme erörtert sowie ein Ausblick auf numerische Methoden gegeben.
Gliederung:
- Rekapitulation Hydromechanik I (ideale und reale Strömungen)
- Erhaltungsgleichungen der Hydromechanik
- Massenerhaltung (Kontinuitätsgleichung)
- Impulserhaltung (Impulsgleichung)
- Energieerhaltung (1. Hauptsatz der Thermodynamik)
- Reynold’s Transport Theorem
- Die Navier-Stokes (NS) Gleichungen realer Strömungen
- Spannungs- Deformations- (konstitutive) Beziehungen in realen Strömungen
- Herleitung der NS-Gleichungen (Impulserhaltung + konstitutive Beziehungen)
- Klassifizierung und Vereinfachungen der NS-Gleichungen:
- Stationäre, instationäre, laminare und turbulente Strömungen
- Einfache Lösungen der NS-Gleichungen für Strömungen in Rohren
- laminare Strömungen
- turbulente Strömungen und Aspekte der Grenzschichttheorie
- instationäre Strömungen in Rohren: Der Druckstoss
- Freie Oberflächenströmungen (Strömungen in Kanälen und Gerinnen)
- Die St-Venant Gleichungen als Sonderform der NS-Gl.
- Lösungsansätze für die St-Venant Gl. (kinematische und dynamische Wellentheorie)
- 2D hydromechanische Strömungen offener Gewässer (See-, Ästuar- und Meereströmungen)
- Wärme- und Stofftransport in Strömungen
- Ausblick: Numerische Methoden in der Hydromechanik
Vorkenntnisse: : Hydromechanik I
Die Vorlesung wird nach erfolgreicher Teilnahme an der Klausur/oder Hausübung mit 3 Credits anerkannt.