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Modulbezeichnung (engl.):
Introduction to Thermodynamics, Heat Transfer and Fluid Technology |
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Code: UI-T-TWF |
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3V+1U (4 Semesterwochenstunden) |
5 |
Studiensemester: 6 |
Pflichtfach: ja |
Arbeitssprache:
Deutsch |
Prüfungsart:
Klausur, 90 min.
[letzte Änderung 04.03.2024]
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UI-T-TWF (P251-0016) Umweltingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2021
, 6. Semester, Pflichtfach, technisch
UI-T-TWF (P251-0016) Umweltingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2023
, 6. Semester, Pflichtfach, technisch
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Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
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Empfohlene Voraussetzungen (Module):
UI-MAT1 Mathematik I UI-PH1 Physik 1
[letzte Änderung 19.02.2024]
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Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
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Modulverantwortung:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert |
Dozent/innen: Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert
[letzte Änderung 04.08.2023]
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Lernziele:
Studierende, die dieses Modul erfolgreich abgeschlossen haben, können: • auf Fragen zu Grundlagen der klassische Wärmelehre und Strömungsmechanik antworten • einen innovativen, digitalen Zwillinge zu Themen des Umweltingenieurwesens planen • Strömungssimulationen und thermisch Berechnungen mit Simcenter Amesim durchführen • Anfrage selbständig Problemstellung aus diesem Bereich bewerten und Aufgaben formulieren • im späteren Berufsalltag Aufwand und Nutzen einer kommerziellen Simulation einordnen • Aufgabenstellung aus diesem Bereich für Mitarbeiter erfolgreich formulieren [OE+0+3+3+0+0+0=6]
[letzte Änderung 19.02.2024]
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Inhalt:
1. Einteilung der Gruppe in Projektteams: 1.1 Festlegung der Projektstruktur und Rollen 1.2 Planung der Aufgaben 2. Theorie der klassischen Thermodynamik & Strömungslehre: 2.1 Vorstellung Wärmelehre und Konvektion 2.2 Profilumströmung und Rotordesign 2.3 Euler- und Bernoulli-Gleichung, Verlustberechnung 2.4 Massen- und Energieerhaltung 2.5 Impulserhaltung, Navier-Stokes Gleichungen 2.6 Ideales Gasgesetz und Stoffmenge 2.7 Zusammenhang zwischen Turbulenz, Reynolds- und Nusselt-Zahl 3. Grundlagen von Simcenter Amesim: 3.1 Erstellung von parametrisierten Berechnungsmodellen 3.2 Erstellung von physikalischen, thermodynamischen Modellen 3.3 numerische Lösung der partiellen Differentialgleichungen 3.4 Visualisierung und Interpretation der Ergebnisse 3.5 Dokumentation der Simulationsergebnisse (Amesim, Excel, PowerPoint) 4. Durchführung eines Simulationsprojektes: 4.1 Auswahl einer Innovation aus dem Bereich Umwelt und Erneuerbare Energien 4.2 Erstellung eines Simulationsplans (DOE) 4.3 Durchführung von Simulationsrechnungen für die neue Innovation 4.4 Dokumentation der Versuchsergebnisse (Excel, PowerPoint) 5. Darstellung und Diskussion der Ergebnisse in einem Vortrag vor der Gruppe
[letzte Änderung 19.02.2024]
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Weitere Lehrmethoden und Medien:
- Vorlesung am Beamer - Durchführung von praxisrelevanten Strömungssimulationen mit Simcenter Amesim - Betreute Rechnerübung im PC Pool - Präsentation der Lösungen - Durchführung der Simulationsversuche - Erstellung eigener PowerPoint Präsentationen der erzielten Ergebnisse
[letzte Änderung 19.02.2024]
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Sonstige Informationen:
Praxisrelevante Beispiel werden mit dem Simulationstool im PC Pool durchgeführt.
[letzte Änderung 19.02.2024]
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Literatur:
Rückert, Sauer, Liimatainen, Hübner; Digital Twin Development - An Introduction to Simcenter Amesim; ISBN 978-3-031-25691-2; Springer Cham; 2023
[letzte Änderung 19.02.2024]
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