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Fluidmechanik und Grundwasserhydraulik

BGU41016Vertiefungsrichtungen6 ECTSEnglischWintersemesterProfessur für Hydromechanik (Prof. Manhart)
KI-überarbeitetes Infoblatt. Auf Basis der TUMonline-Modulbeschreibung, sprachlich aufbereitet.Original in TUMonline

Worum geht's

Du lernst die Grundlagen der Fluidmechanik und der Grundwasserhydraulik: von Kontinuumsannahme, Bewegungsgleichungen und Grenzschichten bis zu grundlegenden Modellen zur Strömung im Porenraum. Am Ende kannst du Navier–Stokes-bezogene Rechnungen durchführen, Strömungsfelder charakterisieren und einfache Grundwasserströmungen (z. B. Brunnenanströmung) berechnen.

Was du danach kannst

  • Kräfte an berandeten Strömungen bestimmen und Energieverluste in Rohrleitungen berechnen
  • Kontinuumskonzept in der Fluidmechanik erklären
  • Phänomenologie turbulenter Strömungen und turbulente Grenzschichten verstehen
  • grundlegende Begriffe und Skalenproblematik der Grundwasserhydraulik erfassen
  • Navier–Stokes-Gleichungen für inkompressible Fluide auf ausgewählte Fälle anwenden
  • zwischen Skalen der Grundwasserhydraulik und dominierenden Gleichungen unterscheiden
  • Strömungsfelder mittels Stromlinien, Pfadlinien, Streichlinien sowie Deformations- und Rotationstensor charakterisieren
  • Ähnlichkeitskennzahlen für ein gegebenes System bestimmen und den Einfluss z. B. der Reynolds-Zahl prüfen
  • Kräfte, Drücke oder Geschwindigkeiten für durchströmte Volumina abschätzen
  • Strömungen in Grundwasserleitern für verschiedene Fälle (u.a. Brunnenanströmung, gespannt/nicht gespannt) berechnen

Aus was das Modul besteht

  • Vorlesung FluidmechanikVermittlung der theoretischen Grundlagen (Erhaltungssätze, Grundgleichungen, analytische Herleitungen)
  • Vorlesung GrundwasserhydraulikAnalytische Beschreibung der Grundwasserströmung und numerische Lösungsansätze (MatLab-Demonstrationen)
  • freiwilliges Seminar (90 min.)gemeinsames Lösen von Aufgabenblättern und Nachbereitung der Vorlesung (moderiert)
  • freiwillige HausarbeitenAnwendung des Gelernten auf ausgewählte, kleinere Probleme zur Selbstkontrolle des Lernerfolgs

Lehrmethode

  • Tafelvortrag und Herleitungenerlaubt schrittweise Herleitung theoretischer Zusammenhänge und Erhaltungs­sätze
  • Computerpräsentationenergänzen Herleitungen und veranschaulichen Zusammenhänge
  • Beispiele und Aufgabenblätterzeigen die Anwendung der hergeleiteten Beziehungen und dienen Übung und Vertiefung
  • MatLab/Demonstrationen in der Vorlesung GrundwasserhydraulikVisualisierung und Diskussion numerischer Lösungsansätze
  • e-Learning, Videos, Skripteunterstützen Selbststudium und Nachbereitung

Termine

VorlesungFluidmechanik

  • Di.08:00–09:300220, Hörsaal m. Exp.-Bühne (0502.EG.220)
    15× · 13.10.–02.02.
    • 13.10.
    • 20.10.
    • 27.10.
    • 03.11.
    • 10.11.
    • 17.11.
    • 24.11.
    • 01.12.
    • 08.12.
    • 15.12.
    • 22.12.
    • 12.01.
    • 19.01.
    • 26.01.
    • 02.02.

VorlesungGrundwasserhydraulik2 Gruppen zur Wahl

  • AMi.09:45–11:15Theresianum, 1601, Hörsaal eben, ohne exp. Bühne (0506.01.601)
    7× · 14.10.–02.12.
    • 14.10.
    • 21.10.
    • 04.11.
    • 11.11.
    • 18.11.
    • 25.11.
    • 02.12.
  • BMi.11:30–13:00Theresianum, 1601, Hörsaal eben, ohne exp. Bühne (0506.01.601)
    8× · 14.10.–02.12.
    • 14.10.
    • 21.10.
    • 28.10.
    • 04.11.
    • 11.11.
    • 18.11.
    • 25.11.
    • 02.12.

SeminarSeminar zur Fluidmechanik3 Gruppen zur Wahl

  • ADo.13:15–14:45N1039ZG, Seminarraum (0101.Z1.039)
    12× · 29.10.–04.02.
    • 29.10.
    • 05.11.
    • 12.11.
    • 19.11.
    • 26.11.
    • 10.12.
    • 17.12.
    • 07.01.
    • 14.01.
    • 21.01.
    • 28.01.
    • 04.02.
  • BMi.15:00–16:302770, Hörsaal (0507.02.770)
    15× · 14.10.–03.02.
    • 14.10.
    • 21.10.
    • 28.10.
    • 04.11.
    • 11.11.
    • 18.11.
    • 25.11.
    • 02.12.
    • 09.12.
    • 16.12.
    • 23.12.
    • 13.01.
    • 20.01.
    • 27.01.
    • 03.02.
  • CMo.11:30–13:000670ZG, Hör-/Lehrsaal eben o.Exp.Bühne (0506.Z1.670)
    15× · 12.10.–01.02.
    • 12.10.
    • 19.10.
    • 26.10.
    • 02.11.
    • 09.11.
    • 16.11.
    • 23.11.
    • 30.11.
    • 07.12.
    • 14.12.
    • 21.12.
    • 11.01.
    • 18.01.
    • 25.01.
    • 01.02.

Aus dem laufenden Semester, unverbindlich. Von mehreren Gruppen besucht man eine; der Stundenplan schlägt automatisch die mit den wenigsten Überschneidungen vor.

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