Hier setzt das Modul Fluidmechanik an. Im Rahmen der Lehrveranstaltung werden Strömungsprobleme mit den Methoden der numerischen Strömungssimulation gelöst. Die numerische Strömungssimulation, kurz CFD (Computational Fluid Dynamics), ist eine numerische Untersuchungsmethode für Strömungen. Mit leistungsfähigen Computerprogrammen werden die Grundgleichungen der Fluidmechanik mit den Methoden der numerischen Mathematik gelöst
Ziel des Moduls Fluidmechanik ist es, mit Hilfe der numerischen Simulation an einem CFD-Programm Strömungen in einem definierten Betrachtungsfeld vorherzusagen. Um die Ergebnisse der Simulation interpretieren und die Qualität bewerten zu können, ist es wichtig die theoretischen Zusammenhänge zu verstehen, aber auch die Stärken und Schwächen der numerischen Strömungsmechanik zu kennen.
Im Rahmen der Lehrveranstaltung werden vor allem die notwendigen Kenntnisse für die vom CFD-Programm angewendeten numerischen Methoden vermittelt. Hierbei wird besonders auf die Finite-Volumen-Methode eingegangen. Darüber hinaus werden die wesentlichen Modellansätze für die Simulation von inkompressiblen Strömungen und Turbulenz besprochen. Weiter wird an anwendungsorientierten Strömungsvorgängen und Beispielen auf die Besonderheiten der Mehrphasenmodelle und der Strömungen mit Wärmeübertragung eingegangen.
Die Bedeutung der Fluidmechanik zeigt sich z. B. in der
- Vorausberechnung der Antriebsleistung für Fahrzeuge mit erheblichem Strömungswiderstand (z.B. Auto, Schiff, Flugzeug)
- Auslegung von Pumpen- und Kompressorleistungen für in Rohrleitungen transportierte Fluide im Maschinenbau und in der Verfahrenstechnik
- Bereitstellung der Grundlagen für den Entwurf von Gleitlagern und Strömungsmaschinen (Kreiselpumpen, Ventilatoren, Kompressoren, Dampf-, Gas- und Wasserturbinen)