Voraussetzungen

Inhalte

Vorlesung „Strömungsmechanik“ (2 SWS) • Eigenschaften von Fluiden; Zustandsgrößen • Hydro- und Aerostatik • Kinematik von Strömungen; Transport; Euler'sche und Lagrange'sche Betrachtung • Grundgleichungen der Strömungsmechanik; Kräfte; Erhaltungssätze (Masse, Impuls, Energie) • Newton'sche Fluide und ihre Eigenschaften (Zähigkeit; Reibungsbeiwert) • Lösungsmethoden der Grundgleichungen • Stationäre Strömungen (Rohr- und Kanalströmung; Bernoulli-Gleichung; Grenzschichtgleichungen) • Instationäre Strömungen • Geschichtete und rotierende Strömungen • Wellen in Strömungen • Instabilitäten und Turbulente Strömungen Übung zur Vorlesung „Strömungsmechanik (2 SWS + Selbststudium) Es werden wöchentlich Übungsaufgaben gestellt, die im Rahmen des Selbststudiums zu lösen sind. Die Übungsaufgaben dienen dem Verständnis der Vorlesungsinhalte und zur Vorbereitung auf die Abschlußprüfung. Vorlesungsinhalte werden auf konkrete Strömungsbeispiele angewendet und Lösungen mithilfe analytischer und/oder numerischer Methoden berechnet. Im Rahmen der Übung werden neue Übungen eingeführt und gegebenenfalls die dafür nötigen mathematischen und/oder physikalischen Grundlagen wiederholt. Die Lösungen der bereits besprochenen Übungsaufgaben sollen von den Kursteilnehmerinnen und teilnehmern vorgestellt werden.

Lernziele

Die Studierenden sollen ein grundlegendes Verständnis der Strömungsmechanik in allgemeiner Form erlangen und die Fähigkeit entwickeln, die zugrunde liegenden Prinzipien auf idealisierte Stömungskonfigurationen aus dem Bereich der wandgebundenen und geophysikalischen Strömungen anzuwenden. Sie sollen die Methoden erlernen, die Strömungsgleichungen aufzustellen und sie geeignet zu lösen. Die Interessen der Studierenden können hierbei berücksichtigt werden. Die Übung vertieft Vorlesungsinhalte, sodass die Teilnehmenden unterstützt werden, Ihre Fähigkeiten in der quantitativen Behandlung von Strömungen weiterzuentwickeln.

Prüfungsleistung

Klausur (90 Minuten)

Literatur (5)

Örtel, H., „Strömungsmechanik“, 7. Aufl., Springer-Vieweg
J. Pedloski, Geophysical Fluid Mechanics, Springer
H. Pichler, Dynamik der Atmosphäre, Spektrum
H.J. Lange, Die Physik des Wetters und des Klimas
Vorlesungsmaterialien werden im Laufe des Semesters zur Verfügung gestellt.

Bemerkungen

Folgende sinnvolle Ergänzungen und Vertiefungen werden empfohlen:Modul "Atmosphere", 11681 Modul "Wellen in Flüssigkeiten und Gasen", 31432 Modul "Grundlagen der Computersimulation von Strömungen" , 11844 Modul "Environmental Modelling", 41406