Die Studierenden können die Grundgleichungen der Gasdynamik und die dazugehörigen thermo-dynamischen Grundlagen beschreiben und analytische Berechnungen kompressibler Strömungen durchführen. Sie kennen underschiedliche Strömungsphänomene aus der numerischen und experimentellen Gasdynamik. Die Studierenden können die Rankine-Hugoniot-Kurve für ideales Gas wiedergeben. Sie sind in der Lage die Kontinuitäts-, Impuls-, und Energiegleichung in differentieller und integraler Form herzuleiten. Sie können mit Hilfe der stationären Stromfadentheorie den senkrechten Verdichtungsstoß und die damit verbundene Entropieerhöhung berechnen.

Sie sind in der Lage die Ruhewerte der strömungsmechanischen Variablen zu berechnen und deren kritische Werte zu bestimmen. Die Studierenden können die Stromfadentheorie bei veränderlichem Querschnitt anwenden und damit verbundenen unterschiedlichen Strömungen in einer Lavaldüse beurteilen.

Sie sind in der Lage schräge Verdichtungsstöße zu berechnen und können abgelöste von nicht abgelössten Verdichtungstöße unterscheiden. Die Studenten können die Prandtl-Meyer Expasionfächer berechnen.

In dieser Lehrveranstaltung werden folgende Themen behandelt:

• Einführung in die Gasdynamik
• Numerische und experimentelle Beispiele
• Die Grundgleichungen in differentieller und integraler Form
• Stationäre Stromfadentheorie mit und ohne senkrechten Verdichtungsstoß
• Diskussion des Energiesatzes: Ruhewerte und kritische Werte
• Stromfadentheorie bei veränderlichem Querschnitt. Strömung in einer Lavaldüse
• Schräger Verdichtungstoß und abgelöster Verdichtungsstoß
• Prandtl-Meyer Expansionsfächer
• Strömungen mit Reibung (Fanno Linie)

Empfehlungen:

Grundkenntnisse in Mathematik, Physik und Strömungslehre

Powerpointpräsentation

Zierep, J.: Theoretische Gasdynamik, Braun Verlag, Karlsruhe. 1991

Ganzer, U.: Gasdynamik. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg. 1988

John, J., and Keith T. Gas Dynamics. 3rd ed. Harlow: Prentice Hall, 2006

Rathakrishnan, E. Gas Dynamics. Prentice Hall of India Pvt. Ltd, 2006

In dieser Lehrveranstaltung werden folgende Themen behandelt:

• Einführung. Thermodynamische Begriffe
• Grundgleichungen der Gasdynamik
• Anwendung der Erhaltungsgleichungen
• Die Grundgleichungen in differentieller Form
• Stationäre Stromfadentheorie mit und ohne Verdichtungsstoß
• Diskussion des Energiesatzes: Ruhewerte und kritische Werte

Stromfadentheorie bei veränderlichem Querschnitt. Strömung in einer Lavaldüse

Präsenzzeit: 21 Stunden

Selbststudium: 84 Stunden

Die Studierenden können die Grundgleichungen der Gasdynamik in integraler Form und die dazugehörigen thermodynamischen Grundlagen beschreiben und analytische Berechnungen kompressibler Strömungen durchführen. Die Studierenden können die Rankine-Hugoniot-Kurve für ideales Gas und die Rayleigh-Gerade wiedergeben. Sie sind in der Lage die Kontinuitäts-, Impuls-, und Energiegleichung in differentieller Form herzuleiten. Sie können mit Hilfe der stationären Stromfadentheorie den senkrechten Verdichtungsstoß und die damit verbundene Entropieerhöhung berechnen.

Sie sind in der Lage die Ruhewerte der strömungsmechanischen Variablen zu berechnen und deren kritische Werte zu bestimmen. Die Studierenden können die Stromfadentheorie bei veränderlichem Querschnitt anwenden und damit verbundenen unterschiedlichen Strömungen in einer Lavaldüse beurteilen.

Mündlich

Dauer: 30 Min

Keine Hilfsmittel