Themenmodul Gasdynamik

Credits Workload Kontaktzeit Selbststudium Dauer
6 CP180 h 4 SWS (42 h)138 h

Lehrveranstaltungen

Veranstaltung/ Lehrform CP SWS Häufigkeit
Vorlesung Gasdynamik 6 CP 2 SWS SoSe, jährlich
Übung Gasdynamik   2 SWS SoSe, jährlich

Prüfungsleistung

2-stündige Klausur

Note

Die Modulnote ist die Note der Klausur.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Fachbezogen:

  • Die Studenten sind in der Lage, selbständig gasdynamische Fragestellungen zu erkennen und diese systematisch zu analysieren und zu lösen.
  • Sie können in der Theorie verschiedene Lösungsmethoden auswählen und der Aufgabenstellung entsprechend anwenden.
  • Die Studenten beherrschen die Grundlagen zur Berechnung stationärer Überschallströmungen mit und ohne eingelagerte Verdichtungsstöße und Expansionsgebiete.
  • Angewendet werden diese Kenntnisse zur Bestimmung der Düsenströmung, der Profilumströmung im Überschall und zur Herleitung gasdynamischer Ähnlichkeitsgesetze.

Inhalte

  • Thermodynamische Grundlagen:
  • Zustandsgleichung idealer Gase,
  • erster und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
  • Isentrope Unter- und Überschallströmung:
  • Energiesatz,
  • Zustandsänderungen bei isentroper Strömung,
  • kritische Schallgeschwindigkeit
  • Düsenströmungen:
  • Quasi-eindimensionale Erhaltungsgleichungen,
  • Geschwindigkeits-Flächenbeziehung
  • Düsenströmungen und senkrechter Verdichtungsstoß:
  • Strömungsformen in Abhängigkeit des Gegendruckes,
  • Sprungbedingungen
  • Zustandsänderungen über einen senkrechten Verdichtungsstoß
  • Senkrechter Verdichtungsstoß:
  • Prandtl-Gleichung,
  • Entropieproduktion über einen Stoß,
  • Ruhedruckverlust
  • Näherungen für schwache Stöße:
  • Abhängigkeit Druckerhöhung Entropieproduktion,
  • Möglichkeit eines Expansionsstoßes
  • Schräge Verdichtungsstöße:
  • Erhaltungsgleichungen,
  • Sprungbedingungen,
  • Zustandsänderungen über einen schrägen Stoß,
  • Stoßpolarendiagramm
  • Schwache schräge Verdichtungsstöße:
  • Prandtl-Meyer Strömungen:
  • Herleitung der Prandtl-Meyer Beziehung,
  • Anwendung auf Kompressions- und Expansionsströmungen
  • Umströmung schwach angestellter, schlanker Profile:
  • Aufstellung der Näherungsformeln,
  • Ermittlung der Auftriebs- und Widerstandsbeiwerte
  • Charakteristikentheorie:
  • Crocco'scher Wirbelsatz und gasdynamische Grundgleichung,
  • Kompatibilitätsbedingungen
  • Anwendung der Charakteristikentheorie:
  • auf Düsenströmungen,
  • Wechselwirkungen mit Freistrahlen,
  • nichteinfache Strömungsgebiete
  • Potentialtheorie:
  • Linearisierung der Potentialgleichung,
  • Lösungsansatz nach d'Alembert,
  • Gültigkeitsbereich,
  • Störpotentialgleichung für schallnahe Strömungen
  • Anwendung der Potentialtheorie:
  • zur Berechnung von Profilumströmungen und Innenströmungen,
  • Aufstellen entsprechender Randbedingungen
  • Gasdynamische Ähnlichkeitsgesetze:
  • ebene Strömungen,
  • Transformationsbedingungen,
  • Ähnlichkeitsgesetze nach Prandtl-Glauert und Göthert
  • Gasdynamische Ähnlichkeitsgesetze:
  • Erweiterung auf dreidimensionale Strömungen,
  • Transformation der Randbedingungen,
  • Rotationssymmetrische Strömungen als Sonderfall der dreidimensionalen Strömungen,
  • Ähnlichkeitsgesetze für schallnahe Strömungen

Alternative Wahlmodule zu diesem Modul

Dieses Modul gehört zur Gruppe "Themenmodule Berufsfelder". Die Studierenden müssen die noch fehlenden Themenmodule eines ihrer im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder belegen: Produktionstechnik; Konstruktionstechnik; Energietechnik; Verfahrenstechnik; Kunststofftechnik; Textiltechnik; Fahrzeugtechnik; Luftfahrttechnik; Fächerkatalog Medizintechnik

Anschließend müssen weiterführenden Themenmodule dieser gewählten Vertiefungsrichtung belegt werden. Da dies aufgrund der von den Studierenden im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder individuell ist, kann es an dieser Stelle keinen ausführlichen Studienverlaufsplan geben.

Jeder Studierende muss zu Beginn seines Masterstudiums seinen individuellen Studienverlaufsplan mit Hilfe des Modulhandbuchs selber zusammenstellen und vom Fachstudienberater genehmigen lassen.

    Berufsfeld Energietechnik

    Berufsfeld Fahrzeugtechnik

    Berufsfeld Konstruktionstechnik

    Berufsfeld Kunststofftechnik

    Berufsfeld Luftfahrttechnik

    Berufsfeld Medizintechnik

    Berufsfeld Produktionstechnik

    Berufsfeld Textiltechnik

    Berufsfeld Verfahrenstechnik

    Modulzuordnung

    Master of Science: Fach Grundlagen des Maschinenbaus: Bereich Berufsfeld Luftfahrttechnik

    Disclaimer

    Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.


     
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