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Fluid Dynamics

Modulbezeichnung: Fluid Dynamics
Modulbezeichnung (engl.): Fluid Dynamics
Studiengang: Wirtschaftsingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2013
Code: WIBASc-525-625-Ing21
SWS/Lehrform: 2V+2U (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 5
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Englisch
Prόfungsart:
Klausur

[letzte Änderung 06.07.2017]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
WIBASc-525-625-Ing21 Wirtschaftsingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2013, 5. Semester, Wahlpflichtfach, allgemeinwissenschaftlich

geeignet fόr Austauschstudenten mit learning agreement
Arbeitsaufwand:
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.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
WIBASc145 WIBASc145 - Physik
WIBASc165 WIBASc165 - Mathematik I
WIBASc365 WIBASc365 - Englisch I


[letzte Änderung 04.12.2020]
Als Vorkenntnis empfohlen fόr Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert
Dozent:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert


[letzte Änderung 20.01.2020]
Lernziele:
Learning outcomes:
 - students know the basics of classical fluid dynamics theory
 - students will plan an innovative propeller geometry in teams
 - fluid flow simulation of the prototype will be done with ANSYS Workbench (CFX)
 - he/she is able to independently identify problems in this area and formulate tasks
 - first introductory training in working with the 3D computational fluid dynamics program ANSYS Workbench (CFX)
 
Main goal is, that the student can classify the costs and benefits of a commercial flow simulation during his later professional career, as well as the job assignment or for successful employment and delegation


[letzte Änderung 31.01.2020]
Inhalt:
1.      Work of the group in project teams:
        1.1     definition of the project structure and roles
        1.2     planning of the tasks
 
2.      Theory of classical flow theory:
        2.1     Presentation of different wing profiles (NACA)
        2.2     profile flow
        2.3     Euler and Bernoulli equation
        2.4     Mass maintenance
        2.5     impulse maintenance; Navier-Stokes equations
        2.6     Two equations turbulence models
        2.7     Loss calculation, flow breakage
 
3.      Basics of the ANSYS Workbench (CFX):
        3.1     Creation of a parameterized flow geometry
        3.2     Discretization of the geometry with grating grids
        3.3     numerical solution of partial differential equations
        3.4     Visualization and interpretation of 3D flow results
        3.5     Documentation of the simulation results (Excel, Powerpoint)
 
4.      Practical work:
        4.1     Generation of the prototype of a rotor with the 3-D printer
        4.2     Preparation of an experimental plan (DOE)
        4.3     Conduct of the pilot tests on the wind tunnel
        4.4     Documentation of the test results (Excel, Powerpoint)
 
Presentation and discussion of the results in a lecture before the group
 


[letzte Änderung 20.01.2020]
Lehrmethoden/Medien:
•       Lecture with the beamer / slides
•       Implementation of practical flow simulations with the ANSYS Workbench (CFX)
•       Supervised computer exercise in the PC pool
•       Presentation of the solutions in front of the students
•       Create your own PowerPoint presentations and youtube flic of the results obtained

[letzte Änderung 20.01.2020]
Sonstige Informationen:
•       Lecture and exercise will take place in the PC pool
•       Exercises on the flow simulation program ANSYS Workbench (CFX) are trained (no previous knowledge required)
•       Conclusion through a presentation of the results and written exam

[letzte Änderung 20.01.2020]
Literatur:
•       Cengel, Yunus A.; Cimbala, John M.: "Fluid Mechanics Fundamentals and Applications"; Mc Graw Hill; Higher Education; 2010
•       Peric, M., Ferziger, J. H.: "Computational Methods for Fluid Dynamics"; Springer-Verlag; 2004
•       Chant, Christopher: "Flugzeug-Prototypen. Vom Senkrechtstarter zum Stealth-Bomber"; Stuttgart, Motorbuch, 1992
•       Strybny, Jan: "Ohne Panik - Strömungsmechanik Lernbuch zur Prüfungsvorbereitung"; vieweg Verlag, 2003
•       Siekmann, Helmut: "Strömungslehre - Grundlagen"; Springer Verlag, 2000
•       Kalide, Wolfgang; "Einführung in die Technische Strömungslehre"; Hanser Verlag, 1984
•       Bohl, Willi: "Technische Strömungslehre"; Vogel Buchverlag, 2002
•       Noll, Berthold: "Numerische Strömungsmechanik - Grundlagen"; Springer-Verlag, 1993
•       Spurk, Joseph H.: "Strömungslehre - Einführung in die Theorie und Praxis"; Springer-Verlag, 1992
•       Sigloch, Herbert: "Technische Fluidmechanik"; Springer-Verlag, 2007

[letzte Änderung 20.01.2020]
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