Master Physikalische Ingenieurwissenschaft 1. Mathematische Methoden (18 LP)

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Analysis III für Ingenieure - Seite 1 Grundlagen der Kontinuumstheorie I - Seite 1 Grundlagen der Kontinuumstheorie II - Seite 3 Numerische Mathematik für Ingenieure II - Seite 4 Stochastik für Informatiker - Seite 6 Variationsrechnung und Optimalsteuerung - Seite 7

2. Studienschwerpunkte (2 Schwerpunkte sind zu wählen (54LP), mind. 24 LP je Schwerpunkt, min. 24 LP in beiden Kernbereichen) 2.1a Numerik und Simulation - Kernbereich Aktuelle Arbeitstechniken der Informations- und Kommunikationstechnik für Ingenieure - Seite 9 Grundlagen der Industriellen Informationstechnik - Seite 10 Numerische Mathematik für Ingenieure II - Seite 12 Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurwesen - Seite 14 Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Grundlagen (CFD1) - Seite 16 Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Vertiefungen (CFD2) - Seite 18 Projekt Simulationstools und ihre Anwendung - Seite 20 Strukturdynamik - Seite 22 2.1b Numerik und Simulation - Ergänzungsbereich Analyse und Simulation von Werkzeugmaschine und Prozess - Seite 24 Bildgebende Verfahren in der Medizin und der Neurobiologie - Seite 26 Kontrolltheorie - Seite 29 Methoden der Bauinformatik - Seite 29 Modellierung und Simulation von Verkehr - Seite 31 Multiagenten-Simulationen von Verkehr - Seite 33 Numerische Simulation fluiddynamischer Systeme (CFDe) - Seite 35 Numerische Strömungsakustik (CAA) - Seite 37 Numerische Strömungsmechanik für maritime Systeme I - Seite 39 Objektorientierte Softwareentwicklung - Seite 41 Projekt zur finiten Elementmethode - Seite 43 Rechnergestützter Entwurf maritimer Systeme (CAD MS) - Seite 45 Simulation im Automobilbau - Seite 47 Turbulenzmodellierung (CFD4) - Seite 49 2.2a Strömungsmechanik Kernbereich Aerodynamik I - Seite 51 Aerodynamik II - Seite 55 Automobil- und Bauwerksumströmung - Seite 59 Gasdynamik I - Seite 62 Gasdynamik II - Seite 64 Grundlagen der Strömungsakustik - Seite 67 Höhere Strömungslehre / Strömungslehre II - Seite 69 Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I - Seite 71 Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik II - Seite 73 Strömungslehre-Technik und Beispiele / Strömungslehre II - Seite 75 Turbulenz und Strömungskontrolle I - Seite 77 Turbulenz und Strömungskontrolle II - Seite 80 2.2b Strömungsmechanik - Ergänzungsbereich Aerothermodynamik II - Seite 81 Ergänzungen zur Strömungsakustik - Seite 83 Experimentelle Methoden der Aerodynamik I (Projektaerodynamik I) - Seite 85 Fluidsystemdynamik- Betriebsverhalten - Seite 88 Gasturbinen und Thermoakustik - Seite 90 Grundlagen der Thermo- und Turbomaschinenakustik - Seite 92 Methoden der Strömungsbeeinflussung bei Segelyachten - Seite 95 Niederdimensionale Modellierung und Kontrolle turbulenter Strömungen I - Seite 96 Niederdimensionale Modellierung und Kontrolle turbulenter Strömungen II - Seite 98 Numerische Simulation fluiddynamischer Systeme (CFDe) - Seite 100 Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurwesen - Seite 102 Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Grundlagen (CFD1) - Seite 104 Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Vertiefungen (CFD2) - Seite 106 Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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I

Schiffshydrodynamik I - Seite 108 Schiffshydrodynamik II - Seite 110 Strömungsbeeinflussung und -kontrolle: Niederdimensionale Modellierung und Kybernetik instationärer Strömungen - Seite 112 Strömungsbeeinflussung und -kontrolle: Physikalische Prinzipien und technische Umsetzung - Seite 114 Strömungsbeeinflussung und -kontrolle: Reglerentwurf und Modellreduktion - Seite 116 Strömungsmaschinen - Auslegung - Seite 118 Strömungsmaschinen - Maschinenelemente - Seite 122 Strömungsmechanik in der Medizin - Seite 125 Thermische Strömungsmaschinen I - Grundlagen - Seite 126 Thermische Strömungsmaschinen II - Auslegung von Turbomaschinen - Seite 128 Turbulenzmodellierung (CFD4) - Seite 131 2.3a Mechatronik - Kernbereich Elektrische Antriebe - Seite 133 Elemente der Mechatronik - Seite 135 Embedded Operating Systems - Seite 138 Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik - Seite 140 Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik - Seite 142 Mechatronik und Systemdynamik - Seite 144 Mehrgrößenregelung im Zeitbereich - Seite 146 Schwingungsmesstechnik - Seite 148 2.3b Mechatronik - Ergänzungsbereich Analog- und Digitalelektronik - Seite 150 Automatisierungstechnik - Seite 152 Bildgestützte Automatisierung I - Seite 156 Digitalelektronik und Mikrocontrollerprogrammierung - Seite 157 Leistungselektronik - Seite 160 Mechatronik in industrieller Anwendung - Seite 162 Messtechnische Übungen: Messung mechanischer Schwingungen - Seite 163 Ölhydraulische Antriebe und Steuerungssysteme - Seite 166 Photonik - Seite 167 Robotik - Seite 171 Schwingungsisolation und Schwingungsbeeinflussung - Seite 172 Simulation 1 - Seite 174 Systemdynamik in industrieller Anwendung - Seite 176 2.4a Festkörpermechanik - Kernbereich Analytische Mechanik - Seite 177 Einführung in die Fahrzeugdynamik / Schienenfahrzeugdynamik - Seite 179 Flugmechanik 2 (Flugdynamik) - Seite 181 Grundlagen der Kontinuumstheorie II - Seite 184 Kontaktmechanik und Reibungsphysik - Seite 186 Körperschall - Grundlagen - Seite 188 Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik - Seite 190 Rotordynamik - Seite 192 Strukturmechanik II - Seite 194 2.4b Festkörpermechanik - Ergänzungsbereich Aeroelastik - Seite 196 Elastizität und Plastizität I - Seite 198 Elastizität und Plastizität II - Seite 200 Körperschall für Fortgeschrittene - Seite 201 Materialtheorie - Seite 203 Mechatronik in industrieller Anwendung - Seite 205 Mechatronik und Systemdynamik - Seite 206 Nichtlineare und Chaotische Schwingungen - Seite 208 Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurwesen - Seite 210 Projekt Das rollende Rad auf nachgiebigem Boden (Terramechanik) - Seite 212 Projekt Elastizität und Bruchmechanik - Seite 214 Projekt Plastizität und Bruchmechanik - Seite 216 Projekt Reibungsphysik - Seite 217 Projekt zur finiten Elementmethode - Seite 219 Schwingungsberechnung elastischer Kontinua - Seite 221 Schwingungsisolation und Schwingungsbeeinflussung - Seite 223 Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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II

Strukturdynamik - Seite 225 Systemdynamik in industrieller Anwendung - Seite 227 Verbundwerkstoffe und daraus gefertigte Strukturen: Theorie und Anwendung - Seite 228 2.5a Thermodynamik - Kernbereich Anwendungen der Thermodynamik - Seite 230 Energie-, Impuls- und Stofftransport A-I - Seite 232 Grundlagen der Sicherheitstechnik - Seite 234 Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Grundlagen (CFD1) - Seite 236 Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Vertiefungen (CFD2) - Seite 238 Statistische Thermodynamik - Seite 240 Thermische Grundoperationen (TGO) - Seite 242 Thermodynamik II - Seite 244 2.5b Thermodynamik - Ergänzungsbereich Aerothermodynamik II - Seite 246 Energieverfahrenstechnik I - Seite 248 Gasdynamik I - Seite 250 Gasdynamik II - Seite 253 Gasturbinen und Thermoakustik - Seite 256 Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik - Seite 258 Irreversible Thermodynamik - Seite 260 Materialtheorie - Seite 262 Phasengleichgewichte in Vielstoffsystemen (Polymerthermodynamik) - Seite 264 Prozess- und Anlagendynamik - Seite 266 Thermodynamische Materialtheorie - Seite 268 Tieftemperaturthermodynamik - Seite 270 Umwandlungstechniken regenerativer Energien - Seite 272 Verbrennung - Seite 274 2.6a Technische Akustik - Kernbereich Geräuschbekämpfung - Seite 276 Grundlagen der Strömungsakustik - Seite 278 Körperschall - Grundlagen - Seite 280 Luftschall - Grundlagen - Seite 282 Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik - Seite 284 Schallmesstechnik und Signalverarbeitung - Seite 286 Schwingungsisolation und Schwingungsbeeinflussung - Seite 288 2.6b Technische Akustik - Ergänzungsbereich Ergänzungen zur Strömungsakustik - Seite 290 Gasturbinen und Thermoakustik - Seite 292 Geräuschbekämpfung für Fortgeschrittene - Seite 294 Grundlagen der Thermo- und Turbomaschinenakustik - Seite 296 Körperschall für Fortgeschrittene - Seite 299 Lärmwirkungen, Soundscapes und städtebaulicher Lärmschutz - Seite 300 Luftschall für Fortgeschrittene - Seite 302 Nichtlineare und Chaotische Schwingungen - Seite 304 Numerische Strömungsakustik (CAA) - Seite 307 Psychoakustik - Seite 309 Statistische Energie Analyse - Seite 310 Theoretische Akustik - Seite 312 Umweltwirkungen von Luftfahrtantrieben - Seite 314

3. Projektmodule (6 LP, überzählige LP können auf den Wahlbereich angerechnet werden) Aerothermodynamik II - Seite 316 Anwendungen der Thermodynamik - Seite 318 Experimentelle Methoden der Aerodynamik II (Projektaerodynamik II) - Seite 320 Fluidsystemdynamik Projekt - Seite 323 Innovationswerkstatt - Seite 325 Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I - Seite 327 Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik II - Seite 329 Numerische Simulation fluiddynamischer Systeme (CFDe) - Seite 331 Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Wissenschaftliche Vertiefungen (CFD3) - Seite 333 Projekt Aktorik und Sensorik / Master - Seite 336 Projekt Reibungsphysik - Seite 337 Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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III

Projekt Strukturdynamik - Seite 340 Projekt zur finiten Elementmethode - Seite 341 Windenergie - Projekt/Vertiefung - Seite 343

4. Freier Wahlbereich (24 LP, davon min. 9 LP technische und min. 9 nichttechnische Module) 5. Masterarbeit (18 LP) Masterarbeit - Physikalische Ingenieurwissenschaft - Seite 345

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IV

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Analysis III für Ingenieure

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Studiendekan für den Mathematikservice

Sekreteriat: MA 7-6

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Beherrschung der Theorie dynamischer Systeme und der komplexen Analysis.
Fachkompetenz:
Methodenkompetenz:
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte

Rand- und Eigenwertprobleme (Sturm-Liouville), Dynamische Systeme, lineare Systeme, nichtlineare Systeme, Stabilität, Erhaltungsgrößen; Komplexe Funktionen, Komplexe Integration, Singularitäten, Residuensatz.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Analysis III für Ingenieure Analysis III für Ingenieure

LV-Art VL UE

LP 2 2

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung, im technisch machbaren Umfang unter Verwendung von e-Kreide und anderen multimedialen Hilfsmitteln. Wöchentliche Hausaufgaben. Übung in Kleingruppen unter Leitung wiss. Mitarbeiter oder Tutoren.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Analysis I und II für Ingenieure, Lineare Algebra für Ingenieure b) wünschenswert: ITPDG

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenz: 4x15h = 60h Hausarbeit: 6x15h = 90h Prüfungsvorbereitung: 30 h Gesamt: 180 h 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Prüfung. Zulassungsvoraussetzung: Leistungsnachweis aufgrund von Hausaufgaben. Die schriftliche Prüfung kann wahlweise im direkten Anschluss an die Vorlesungszeit oder unmittelbar vor Beginn der kommenden Vorlesungszeit geschrieben werden. Dieses Angebot erleichtert es den Studierenden insbesondere, der Häufung von Klausuren zum Semesterende zu begegnen.

9. Dauer des Moduls Kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Das Institut für Mathematik bemüht sich, durch Parallelkurse die Zahl der Hörer in der Vorlesung auf jeweils 250 zu begrenzen. Die Gruppenstärke in den Übungen soll 25 nicht übersteigen.

11. Anmeldeformalitäten Hinweise unter www.moses.tu-berlin.de/Mathematik/

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1

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Kontinuumstheorie I

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. W. H. Müller

Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Erarbeiten wichtiger Begriffe und Problemstellungen der Tensorrechnung wie sie in der Ingenieurwissenschaft benötigt werden; freier Vortrag und Bericht über die erarbeiteten Lösungen zu den Übungsaufgaben; Softskills: Ausarbeiten derselben mit einem Wordprozessor (vorzugsweise MS-Word oder Latex) Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Ausleihe zum Kopieren in MA 708 ja
nein www.moses.tu-berlin.de/Mathematik/

Literatur: Meyberg/Vachenauer:Höhere Mathematik 1 und 2, Springer-Lehrbuch

2. Inhalte Koordinaten, Vektoren, Tensoren, metrischer Tensor, ko- und kontravariante Darstellung, Christoffelsymbole, physikalische Komponenten, Integralsätze, Massen- und Impulsbilanz in kartesischen Koordinatensystemen, Ortsableitungen von Feldern, Bilanzgleichungen in krummlinigen Koordinatensystemen, einfache Materialgleichungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Grundlagen der Kontinuumstheorie I / Tensoranalysis

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Parallel zur Vorlesung werden pro Woche 3 - 5 Übungsaufgaben gestellt, die in Arbeitsgruppen von maximal 5 Personen schriftlich zu bearbeiten sind. Die Lösungen sind wöchentlich an der Tafel coram publico zu präsentieren. Dabei soll möglichst jede Gruppe im internen Rotationsprinzip eine Aufgabe vorstellen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Kenntnisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik (Mechanik I + II), sehr gute mathematische Kenntnisse

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Verkehrswesen, PI, Bauingenieure, Physik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h Projekt + 8 h Nacharbeitung pro Woche = 16 x 12 h = 192 h = 6,4 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Studienbegleitende Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in .....1.... Semester(n) abgeschlossen werden. Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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2

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten keine

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden:
ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: http://www.vm.tuberlin.de/institut_fuer_mechanik/fachgebiet_kontinuumsmechanik_und_materialtheorie/menue/studium_u nd_lehre/lehrangebot/ Literatur: Heinz Schade, Tensoranalysis, de Gruyter, 398 S., Berlin, 1997. ISBN 3-11-014740-8, ISBN 3-11-0147416, 34,95 €

13. Sonstiges

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3

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Kontinuumstheorie II Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. W. H. Müller

6 Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Erarbeiten wichtiger Begriffe und Problemstellungen aus diversen Gebieten der Kontinuumstheorie, wie sie in der Ingenieurwissenschaft benötigt werden; freier Vortrag und Bericht über die erarbeiteten Lösungen zu den Übungsaufgaben; Softskills: Ausarbeiten derselben mit einem Wordprozessor (vorzugsweise MS-Word oder Latex) Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Anfangs-Randwertprobleme der Kontinuumsthermomechanik, Einführung in die Hookesche Elastomechanik, Autofretage und Plastizität, Navier-Stokes-Fourier und Maxwellfluid, Ausbreitung von Störungen in Fluidmodellen, Maxwellsche Gleichungen, elementare Anfangs-Randwertprobleme der Elektrodynamik, schriftliches Ausarbeiten sowie Vortrag über ausgewählte Probleme zu den ein-zelnen Problemkreisen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Grundlagen der Kontinuumstheorie II / Kontinuumsphysik

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Parallel zur Vorlesung werden pro Woche 3 - 5 Übungsaufgaben gestellt, die in Arbeitsgruppen von maximal 5 Personen schriftlich zu bearbeiten sind. Die Lösungen sind wöchentlich an der Tafel coram publico zu präsentieren. Dabei soll möglichst jede Gruppe im internen Rotationsprinzip eine Aufgabe vorstellen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Kenntnisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik (Mechanik I + II), sehr gute mathematische Kenntnisse

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, der Materialwissenschaft, der Physik, des Bauingenieurwesens, der PI unmittelbar nach dem Vordiplom

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h Projekt + 8 h Nacharbeitung pro Woche = 16 x 12 h = 192 h = 6,4 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls studienbegleitende Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in .....1.... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten keine

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4

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Mathematik für Ingenieure II Verantwortliche/-r des Moduls: Der Studiendekan für Mathematik

10 Sekreteriat:

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Beherrschung der grundlegenden Techniken zur numerischen Behandlung partieller Differenzialgleichungen. Praktische Umsetzung in Verfahren auf dem Computer. Analyse und kritische Bewertung der Methoden. Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 5%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden:
ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: http://www.vm.tuberlin.de/institut_fuer_mechanik/fachgebiet_kontinuumsmechanik_und_materialtheorie/menue/studium_u nd_lehre/lehrangebot/ Literatur:

2. Inhalte Modellierung und numerische Behandlung partieller Differentialgleichungen, insbesondere Potentialgleichung und Wärmeleitungsgleichung, sowie Strömungs- und Eigenwertprobleme. Diskretisierungstechniken wie Finite Differenzen und Finite Elemente. Außerdem Aufl¨osungstechniken, insbesondere iterative Verfahren, Multigrid.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Numerik für Ingenieure II Numerik für Ingenieure II

LV-Art VL UE

LP 6 4

SWS 4 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung, im technisch machbaren Umfang unter Verwendung von E-Kreide und anderer multimedialer Hilfsmittel. Übung in Kleingruppen unter Leitung wiss. Mitarbeiter(innen) oder Tutor(innen).

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Analysis I, II, Lineare Algebra, Differentialgleichungen, Numerik für Ingenieure I oder Einführung in die Numerische Mathematik, Programmiersprache.

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenz: 6hx15=90h Vor- und Nachbereitung: 10hx15=150h Prüfungsvorbereitung: 50h Gesamt: 290h, entsprechend 10 LP

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SoSe 2012

5

8. Prüfung und Benotung des Moduls 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden. Mündliche Prüfung. Ein Nachweis über Studienleistungen, der die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen bescheinigt, kann erworben werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 25

11. Anmeldeformalitäten Standard

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja


nein


ja

nein

Literatur: Skript vorhanden.

13. Sonstiges

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6

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Stochastik für Informatiker

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Studiendekan für den Mathematikservice

Sekreteriat: MA 7-6

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Beherrschung stochastischer Modellbildung als Grundlage f¨ur die Anwendungen. Erlernen kombinatorischer Grundfertigkeiten und der Grundlagen der diskreten Wahrscheinlichkeitstheorie. Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Diskrete Wahrscheinlichkeitstheorie, Zufallsvariablen, diskrete Verteilungen wie Binomial- und Poissonverteilung, Gesetz der großen Zahl, Tschebyscheff-Ungleichung, zentraler Grenzwertsatz, Normal- und Exponentialverteilung, Markovketten, Warteschlagen, Einführung in die Stochastische Analyse von Kommunikationsnetzwerken.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Stochastik für Informatiker Stochastik für Informatiker

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung, im technisch machbaren Umfang unter Verwendung von e-Kreide und anderen multimedialen Hilfsmitteln. Wöchentliche Hausaufgaben. Übung in Kleingruppen unter Leitung wiss. Mitarbeiter oder Tutoren.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Analysis I und Lineare Algebra für Ingenieure

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenz: 4x14 h = 56 h Hausarbeit: 6x14 h = 84 h Prüfungsvorbereitung: 33 h Gesamt: 173 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Prüfung. Zulassungsvoraussetzung: Leistungsnachweis aufgrund von Hausaufgaben.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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7

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Variationsrechnung und Optimalsteuerung Verantwortliche/-r des Moduls: Der Studiendekan für Mathematik

5

Sekreteriat:

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation In der Veranstaltung werden die Grundideen der klassischen Variationsrechnung sowie der Optimalsteuerung bei gewöhnlichen Differentialgleichungen vermittelt. Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 5%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja


nein


ja

nein

Literatur: - H.O. Georgrii: Stochastik. De Gruyter 2002

2. Inhalte Eindimensionale Variationsprobleme, Eulersche Gleichungen, Eckenbedingungen, Jacobische Bedingung, lineare zeitoptimale Steuerungsprobleme, Steuerbarkeit, nichtlineare Aufgaben, Existenz optimaler Steuerungen, Pontrjaginsches Maximumprinzip.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Variationsrechnung und Optimalsteuerung Variationsrechnung und Optimalsteuerung

LV-Art VL UE

LP 3 2

SWS 2 1

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung, Übung

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Analysis I, II und Lineare Algebra I wünschenswert: VL zur Theorie gewöhnlicher Differentialgleichungen

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenz: 2hx15+1hx15=45h Vor- und Nachbereitung: 5hx15=75h Prüfungsvorbereitung: 30h Gesamt: 150h, entsprechend 5 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung. Ein Nachweis über Studienleistungen, der die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen im Umfange von 1 SWS bescheinigt, kann erworben werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

8

11. Anmeldeformalitäten Standard

10. Teilnehmer(innen)zahl 25

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Hestenes, M.R., Calculus of variations and optimal control theory, Wiley 1967 - Macki, J. and Strauss, A., Introduction to optimal control theory, Springer 1982

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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9

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Aktuelle Arbeitstechniken der Informations- und Kommunikationstechnik für Ingenieure Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6

Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation - Tiefergehendes Verständnis für das Betriebssystem Linux
- Grundkennnisse über den Aufbau und die Funktionsweise von Computernetzwerken und der parallelen Programmierung
- Einführung in die dynamische Webseitenerstellung
- IT-Datenbankunterstützung
- Vertiefung der Kenntnisse über wissenschaftliche Veröffentlichungen Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 30% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Linux-/Unix-Vertiefung (Software-Management, Dateien und Rechte, Linux-/UnixEntwicklungsumgebung, Software-Module, Implementierung und Verwendung von Bibliotheken)
Netzwerke (Grundlagen, TCP/IP, DNS, Mail, Sicherheit)
- Parallele Programmierung mit MPI
Einführung in HTML, PHP und Datenbanksysteme
- Exkursion zum Höchstleistungsrechnerverbund Nord am Konrad Zuse Institut Berlin

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Aktuelle Arbeitstechniken der Informations- und Kommunikationstechnik für Ingenieure (EDV II)

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Integrierte Veranstaltung (IV) : Darstellung und Diskussion des Lehrstoffs anhand von Theorie und praktischen Beispielen mit Einbeziehung und selbständiger Arbeit der Studierenden

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Einführung in die Informationstechnik für Ingenieure


6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte IV, 4 SWS ( x 15 Wochen) 60 Stunden
6 SWS Bearbeitung der Hausaufgaben, Nachbereitung des Lehrstoffes 90 Stunden
Vorbereitung zur Prüfung 30 Stunden
Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Ende findet eine mündliche Prüfung statt. Zulassungsvoraussetzung: Erfolgreiche Bearbeitung aller Übungsaufgaben

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmerzahl: 20

11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche unter http://edv2.cfd.tu-berlin.de/

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

10

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Industriellen Informationstechnik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark

6

Sekreteriat: PTZ 4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Studierende lernen, die Potenziale und Techniken informationstechnischer Lösungen im industriellen Umfeld einzuschätzen und die Lösungen zielorientiert zu nutzen. Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse: - Informationstechnische Unterstützung von Produktentwicklungsprozessen - Informationstechnische Unterstützung der Produktionssteuerung - Kooperation in der Entwicklungszusammenarbeit - Zusammenspiel der Systemlandschaft in Produktentwicklungsprozessen Fertigkeiten: - Anwendung spezifischer Einsatzmöglichkeiten grundlegender Informationstechnik zur Lösung ingenieurwissenschaftlicher Problemstellungen - Umsetzung von Methoden zur unternehmensweiten Integration von informationstechnischen Systemen entlang der Wertschöpfungskette Kompetenzen: - Befähigung zur Auswahl und Beurteilung verschiedener informationstechnischer Systeme in Produktentwicklungsprozessen - Beurteilung der Effizienz der einzelnen Systeme und deren Zusammenspiel in der Systemlandschaft von Unternehmen - Verständnis und Fähigkeit, Informationsmodelle für einen Anwendungsbereich zu entwickeln Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 15% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 10%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Für die Bearbeitung der Hausaufgaben wird ein Schein ausgestellt, der Voraussetzung für die mündliche Prüfung ist. Skript in Papierform vorhanden:
ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: http://edv2.cfd.tu-berlin.de/ Literatur: L. Oergel, Handouts und Skripte zu Dateien, Bibliotheken, Netzwerke, DNS/Mail, PHP-Sicherheit, Datenbanksysteme
T. Schmidt, HTML-/PHP-Handouts


2. Inhalte Vorlesungen: - Projektmanagement und Entwicklungsmethodik - CAx-Techniken und Produktdatenmanagement - Enterprise Resource Planning (ERP) - Netzwerke und Enterprise Application Integration (EAI) - Kommunikationstechnik und Wissensmanagement Übungen: - Projekt- und Prozesspläne, Systemlandschaft in Entwicklungsprozessen - Grundfunktionen von CAD-Systemen, Konstruktion von Einzelteilen und Baugruppen - Grundfunktionen und Anwendung eines Produktdatenmanagent-Systems - Organisation von Beschaffungsvorgängen in einem ERP-System

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der Industriellen Informationstechnik Grundlagen der Industriellen Informationstechnik

LV-Art VL UE

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 3 3

SWS 2 2

SoSe 2012

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

11

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vermittlung der notwendigen Fachkenntnisse im Rahmen der Vorlesung sowie Vertiefung der Inhalte in praxisnahen Übungen. Vorlesungen: Darstellung der theoretischen Inhalte und Vertiefung anhand zahlreicher Praxisbeispiele (u.a. auch Live-Demonstrationen von Systemen). Übungen: Nach einer kurzen theoretischen Einführung lernen die Studierenden verschiedene Systeme zu den vermittelten Themenkomplexen aus der Vorlesung praxisnah kennen. Aufgaben werden während der Übung in teils in Einzelarbeit und teils in Gruppen gelöst.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorische Voraussetzungen: keine b) wünschenswerte Voraussetzungen: Kenntnisse über Systemlandschaft von Produktentstehungsprozessen in Unternehmen

6. Verwendbarkeit Geeignete Studiengänge: - Maschinenbau und Produktionstechnik - Informationstechnik im Maschinenwesen - Wirtschaftsingenieurwesen - Physikalische Ingeieurswissenschaft Modul steht allen anderen Hörern offen.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Vorlesung: 30h Präsenz, 30h Vor- und Nachbereitung, 30h Prüfungsvorbereitung Tutorium: 30h Präsenz, 30h Vor- und Nachbereitung, 30h Referantsvorbereitung Summe der Leisptungspunkte: 180h = 6 LP (1 LP entspricht 30 Arbeitsstunden)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Vorlesung: Die Leistungsbeurteilung der Vorlesung findet am Ende des Semesters schriftlicht statt. Tutorien: Studierende müssen in den wöchentlichen Tutorien Aufgaben lösen; es besteht Anwesenheispflicht. Die Leistungsbeurteilung der Übung findet am Ende des Semesters über ein Fachreferat statt. Die Bewertung des Gesamtmoduls erfolgt zu gleichen Teilen aus den jeweiligen Leistungsbeurteilungen von Vorlesung und Übung. Es müssen beide Teile mit mindestens ausreichend bestanden werden, um das gesamte Modul erfolgreich abzuschließen.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Je Übungstermin sind maximal 20 Teilnehmer/innen möglich. Es werden bis zu acht Übungstermine nach Maßgabe der Betreuungskapazität der wissenschaftlichen Mitarbeiter/innen und Tutoren/innen eingeplant.

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung (Vorlesung und Übung): ISIS der TU Berlin (www.isis.tu-berlin.de), Einteilung der Übungsgruppen erfolgt im ISIS in der ersten Vorlesungswoche. Anmeldung zur Prüfung: Im jeweils zuständigen Prüfungsamt oder QISPOS; die Anmeldefristen sind der jeweiligen Studienordnung zu entnehmen.

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12

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Mathematik für Ingenieure II Verantwortliche/-r des Moduls: Der Studiendekan für Mathematik

10 Sekreteriat:

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Beherrschung der grundlegenden Techniken zur numerischen Behandlung partieller Differenzialgleichungen. Praktische Umsetzung in Verfahren auf dem Computer. Analyse und kritische Bewertung der Methoden. Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 5%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://www.iit.tu-berlin.de und im ISIS

Literatur: Günter Spur; Frank-Lothar Krause: Das virtuelle Produkt: Management der CAD-Technik. Hanser-Verlag; München, Wien; 1997 (ISBN 3-446-19176-3) Angaben zu weiterführender Literatur erfolgt in der Vorlesung.

2. Inhalte Modellierung und numerische Behandlung partieller Differentialgleichungen, insbesondere Potentialgleichung und Wärmeleitungsgleichung, sowie Strömungs- und Eigenwertprobleme. Diskretisierungstechniken wie Finite Differenzen und Finite Elemente. Außerdem Aufl¨osungstechniken, insbesondere iterative Verfahren, Multigrid.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Numerik für Ingenieure II Numerik für Ingenieure II

LV-Art VL UE

LP 6 4

SWS 4 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung, im technisch machbaren Umfang unter Verwendung von E-Kreide und anderer multimedialer Hilfsmittel. Übung in Kleingruppen unter Leitung wiss. Mitarbeiter(innen) oder Tutor(innen).

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Analysis I, II, Lineare Algebra, Differentialgleichungen, Numerik für Ingenieure I oder Einführung in die Numerische Mathematik, Programmiersprache.

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenz: 6hx15=90h Vor- und Nachbereitung: 10hx15=150h Prüfungsvorbereitung: 50h Gesamt: 290h, entsprechend 10 LP

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13

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung. Ein Nachweis über Studienleistungen, der die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen bescheinigt, kann erworben werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 25

11. Anmeldeformalitäten Standard

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja


nein


ja

nein

Literatur: Skript vorhanden.

13. Sonstiges

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14

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurwesen Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. V. Popov

6

Sekreteriat: C 8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Verständnis theoretischer Grundlagen verschiedener numerischer Simulationsmethoden; Fähigkeit, Vor- und Nachteile dieser Methoden im Hinblick auf spezifische Anwendungen einzuordnen. Ziel ist das Verständnis der Verfahren und die Fähigkeit, sich damit in jedes dieser Verfahren weiter einzuarbeiten und damit praktisch zu arbeiten.

Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Randelementemethode: Theorie, Anwendungen zur Laplace-Gleichung und Elastizitätstheorie; Zelluläre Automaten: Theorie, Anwendungen zu erregbaren Medien und Verkehrssimulationen; Zelluläre Gittergase: Theorie, Anwendungen zu Diffusion und Strömungssimulation; Molekulardynamik: Theorie, Anwendungen zu Eindrucktests und tribologischen Fragestellungen; Bewegliche zelluläre Automaten: Theorie, Anwendungen zu Festkörpermechanik und Tribologie;

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurswesen

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Integrierte Veranstaltung, bestehend aus Vorlesung, schriftlichen Übungsaufgaben, Programmieraufgaben und Einführung in verschiedene Programmpakete am Computer.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Statik und elementare Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik b) wünschenswert: Kontinuumsmechanik, Tensoranalysis, Energiemethoden, partielle Differentialgleichungen

6. Verwendbarkeit In vielen Bereichen der Forschung und Entwicklung existieren Alternativen zu Finite-Elemente-Verfahren. Entweder bestehen alternative Verfahren, die qualitativ bessere Ergebnisse liefern, oder es existieren keine Kontinuumstheorien zu bestimmten Problemen. Diese Vorlesung gibt einen Überblick über Alternativen und ermöglicht den Studenten / Studentinnen so, bei Bedarf in F&E auf diese Verfahren zurückzugreifen und sie anzuwenden.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL (Präsenz) 15*) x 4 h ==> 60 h Bearbeitung von Hausaufgaben 15 x 4 h ==> 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h ==> 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

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9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 30

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung ist bis zum Tag der Prüfung möglich

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein wird in der Vorlesung bekanntgegeben.

Literatur: Trevelyan: Boundary elements for engineers Weimar: Simulation with cellular automata Wolf-Gladrow: Lattice-Gas Cellular Automata and Lattice Boltzmann Models Psakhie et.al.: MonsterMD (Handbuch zur Software) Psakhie et.al. Movable Cellular Automata (Handbuch zur Software)

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Grundlagen (CFD1) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6

Sekreteriat: MB1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist es, die Grundlagen der Approximations- und Lösungstechniken für die strömungsmechanischen Bilanzgleichungen kennenzulernen. Es werden verschiedene Techniken zur Herleitung finiter Differenzen und zur Zeitintegration vorgestellt. Im Vergleich dazu werden Finite-Volumen-Methoden in verschiedenen Umsetzungen erläutert. Mit der Programmierung eines Lösers zur numerischen Simulation sowohl stationärer als auch instationärer einfacher Strömungsprobleme sollen die theoretischen Kenntnisse sukzessive praktisch umgesetzt werden. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Bearbeitung strömungsmechanischer Problemstellungen mittels numerischer Methoden, Finite-VolumenMethoden zur Approximation der Euler- und Flachwassergleichungen, Riemannprobleme und Riemannlöser, Verfahren zur numerischen Flussbestimmung, Godunov-Verfahren, Implementation von physikalischen Randbedingungen für CFD Probleme, numerische Zeitintegration und Finite-DifferenzenVerfahren, sukzessive Programmierung eines Strömungslösers, Strömungsvisualisierung.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der numerischen Thermofluiddynamik (CFD 1)

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte sowie Entwicklung von Lösungsansätzen im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden in Kombination mit der Bearbeitung von Beispielaufgaben und der Programmierung eines Strömungslösers

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Numerische Mathematik b) wünschenswert: Strömungsmechanik, allg. Programmierkenntnisse

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 Stunden integrierte Veranstaltung 60 Stunden 15 Wo. x 8 Stunden Vor- und Nachbereitung, Lösung der Hausaufgaben 120 Stunden Summe 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende des Semesters.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmerzahl: 20 pro Übungsgruppe (Anzahl der Übungsgruppen abhängig von der Anzahl der verfügbaren WM) Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://cfd1.cfd.tu-berlin.de

Literatur: P. Wesseling, Principles of Computational Fluid Dynamics LeVeque, Numerical Methods for Conservation Laws E. Becker, Gasdynamik Ferziger/Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics

13. Sonstiges

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18

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Thermo- und Fluiddynamik Vertiefungen (CFD2) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist die Einführung in einzelne Probleme der numerischen Strömungssimulation. Schwerpunkt liegt auf der Lösung der instationären Navier-Stokes Gleichungen und den damit verbundenen Schwierigkeiten. Dies sind insbesondere Erzeugung und Verwendung von Rechengittern, inkompressible Theorie, Turbulenz, Stabilität und adjungierte Gleichungen. Im Wechsel mit der Vermittlung theoretischer Kenntnisse werden Strömungsberechnungsverfahren modifiziert und ergänzt sowie auf einfache Grundlagenkonfigurationen angewendet. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Strömungsmechanische Bilanzgleichungen, Randbedingungen, Behandlung instationärer Terme, Konvektionsschemata höherer Ordnung, Problematik der Strömungsfeldberechnung, inkompressible Strömungen/Druckkorrekturverfahren, Berechnung kompressibler Strömungen, Stabilität, Beeinflussbarkeit, Modellreduktion, komplexe Geometrien, Modifizierung und Ergänzung eines Strömungslösers, Berechnung einfacher Grundlagenkonfigurationen, Strömungsvisualisierung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Finite-Volumen-Methoden in der Numerischen Thermofluiddynamik (CFD 2)

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte sowie Entwicklung von Lösungsansätzen im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden in Kombination mit der Bearbeitung von Beispielaufgaben und der Modifizierung , Ergänzung und Anwendung eines Strömungslösers

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Numerische Mathematik oder Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Grundlagen (CFD1) b) wünschenswert: Strömungsmechanik, allg. Programmierkenntnisse

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 Stunden integrierte Veranstaltung 60 Stunden 15 Wo. x 8 Stunden Vor- und Nachbereitung, Lösung der Hausaufgaben 120 Stunden Summe 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende des Semesters.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

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11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmerzahl: 20 pro Übungsgruppe (Anzahl der Übungsgruppen abhängig von der Anzahl der verfügbaren WM)

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://cfd2.cfd.tu-berlin.de

Literatur: P. Wesseling, Principles of Computational Fluid Dynamics LeVeque, Numerical Methods for Conservation Laws Ferziger, Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics

13. Sonstiges

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20

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt Simulationstools und ihre Anwendung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. W. H. Müller, Dr. R. Wille

6

Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected], [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Analyse von Problemen aus der Festigkeitslehre und der Kontaktmechanik mit Hilfe einschlägiger Simulations-Software (Abaqus, Mathcad, Mathematica, ...) Bedienung kommerzieller Programme (Abaqus, Mathcad, Mathematica, ...) und Aneignung des Verständnisses ihres Inhalts IT-orientiertes Schreiben ingenieurtechnischer Berichte Teamfäfigkeit bei der Lösung ingenieurtechnischer Probleme Präsentations- und Vortragsfähigkeit ingenieurtechnischer Fragestellungen Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Vorbereitende Diskussionsvorträge: Einführung in die zu simulierenden Probleme: z.B. Indentationsversuche und Bestimmung von Materialparametern, Kontaktproblematik am Beispiel rollender Luftreifen, Festigkeitsanalyse mikroelektronischer Bauteile (Plastizität) Einführung in die Bedienung der zu nutzenden Software Gruppenarbeit: Einarbeitung in vorhandene Simulationsprogramme und Erstellung eigener Programme auf der Basis von Mathcad und Mathematica Zusammenstellung notwendiger Materialparameter durch Literaturrecherche Ordnungsgemäßes Schreiben wissenschaftlich-technischer Berichte Erstellen von Präsentationen auf Basis der Gruppenarbeit Freier Vortrag über die erzielten Resultate im Rahmen des Seminarteils

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Simulationstools und ihre Anwendung

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Veranstaltung bestehend aus vorbereitenden Vorträgen (5 Wochen), "Hands-On"-Bearbeitung eines oder mehrerer Simulationsprobleme am Rechner in Kleingruppen (max. 5 Personen, 6 Wochen), Erstellung eines Gruppenberichts (MS-Word/Excel, 2 Wochen), Abschlußpräsentation und Diskussion (MS-Powerpoint, 2 Wochen)

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Obligatorisch: Kenntnisse in "Statik und elementare Festigkeitslehre" und "Kinematik und Dynamik" oder Mechanik E
Wünschenswert: Kenntnisse in FE-Grundlagen, Mathcad, Mathematica

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Verkehrswesen, PI, Bauingenieure, Physik, Werkstoffwissenschaften

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h integrierte VL + 8 h Nacharbeitung pro Woche = 15 x 12 h = 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung nach Vereinbarung

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9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 50

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung erfolgt in der ersten Veranstaltung anhand einer Teilnehmerliste.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Relevante projektbezogene Literatur wird individuell zur Verfügung gestellt.

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strukturdynamik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. M. Zehn

Sekreteriat: C8-3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Kenntnisse zur Modellierung, Analyse und Simulation des dynamischen Verhaltens komplexer, deformierbarer Strukturen mit Simulationsmethoden (diskretisierende, numerische Verfahren, insbesondere FEM); Kennenlernen und Anwenden von Verfahren u. Algorithmen im Zeit- u. Frequenzbereich mit Einschluss von modernen experimentellen Methoden (z.B. experimentelle Modalanalyse (EMA)); Verständnis der Grundlagen und Anwendung von Modellreduktionsverfahren und des Modellupdatings. Fertigkeiten in der Berechnung strukturdynamischer Aufgabenstellungen, insbesondere für komplexe Modelle. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Grundlagen der Dynamik für diskretisierte Systeme (FEM) mit vielen Freiheitsgraden, - Methoden und Besonderheiten der Modellierung und Lösungsverfahren für verschiedene Aufgabentypen (Modalanalyse; stationäre u. transiente Vorgänge im Zeit- u. Frequenzbereich) - typische numerische Methoden u. Algorithmen, - Modellreduktion, Modaltransformation, - Dämpfungsmodellierung (modale u. nichtmodal), - seismische Erregung, Antwortspektrenmethode, - Ergebnisbewertung und Weiterverwendung von Berechnungsergebnissen, - Verbindung zur Schwingungsmesstechnik (z.B. EMA) für die Modellbildung, Simulation und Modellverbesserung, - Grundlagen zur Modellierung elastischer Mehrkörpersysteme (MKS-FEM), - Grundlagen zur Modellierung von Nichtlinearitäten, - Anforderung an FE-Programme für die Strukturdynamik.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strukturdynamik Projekt Strukturdynamik

LV-Art VL PJ

LP 2 4

SWS 2 4

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit Tafel und Rechnervorführung, Erläuterung der theoretischen und Verfahrensgrundlagen, Projekt: Bearbeitung typischer Beispiele, Eigenarbeit der Kursteilnehmer

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Kenntnisse der Strukturmechanik (wünschenswert Strukturmechanik I, II und Schwingungslehre) erforderlich: Mechanik I+II

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte VL 15 x 2h (Präsenz) und 15 x 2h Nacharbeitung, Projekt 15 x 4h (Präsenz) und 15 x 4h Eigenarbeit (HA u. Projekt)

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung

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9. Dauer des Moduls ein Semester

10. Teilnehmer(innen)zahl 11. Anmeldeformalitäten keine

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja


nein

Literatur: R.R. Craig / A.J. Kurdila: Fundamentals of Structural Dynamics. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc., 2006 K.-J. Bathe: Finite Element Procedures in Engineering Analysis. Prentice-Hall, 1996 D. Hiichings (Ed.): A Finite Element Dynamics Primer. NAFEMS, 1992 L. Meirovitch: Computational Methods in Structural Dynamics. Sijthoff & Noordhoff, 1980 M.J. Friswell / J.E. Mottershead: Finite Element Model Updating in Structural Dynamics. Kluwer Academic Publishers, 1995

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Analyse und Simulation von Werkzeugmaschine und Prozess Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. E. Uhlmann

6

Sekreteriat: PTZ-1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist die Vermittlung von physikalisch-mathematischem Wissen über die Finite-Elemente-Methode und Mehrkörpersimulation und deren praktische Anwendung zur Unterstützung des Entwicklungsprozesses von Werkzeugmaschinen und Prozessen. Außer einer allgemeinen Einführung in die Finite-ElementeMethode und Mehrkörpersimulation werden vertiefend Methoden und Verfahren zur messtechnischen Analyse und Optimierung des statischen, dynamischen und thermischen Werkzeugmaschinenverhaltens vermittelt. Die LV soll den Studenten befähigen, Werkzeugmaschinen und Prozesse mit Hilfe der FinitenElemente-Analyse und der Mehrkörpersimulation untersuchen, beurteilen und optimieren zu können. Dafür werden Grundkenntnisse über die auf Werkzeugmaschinen wirkenden Störgrößen und deren Modellierungsmöglichkeiten im Finiten-Elemente-System vermittelt. Außerdem sollen den Studenten Methoden und Vorgehensweisen aufgezeigt werden, wie der Komplexitätsgrad von Werkzeugmaschinen und deren Baugruppen vereinfacht werden kann, um Maschinensysteme und Produktionsanlagen ganzheitlich simulieren zu können. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Der Schwerpunkt der Lehrveranstaltung liegt in der messtechnischen Analyse, Simulation und Optimierung von Werkzeugmaschinen und deren Baugruppen durch die Finite-Elemente-Methode und Mehrkörpersimulationssystemen. Einen Schwerpunkt bildet die Simulation und Analyse von Führungen und Lagerungen, welche die Arbeitsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen wesentlich beeinflussen. Das zur Durchführung der Übungsbeispiele notwendige theoretische Wissen über die Finite-Elemente-Methode und der Mehrkörpersimulation wird zu Beginn vermittelt. Dieses Wissen wird im Verlauf der Lehrveranstaltung im Bereich der statischen, thermischen und dynamischen Simulation, Analyse und Optimierung von Werkzeugmaschinen und Prozessen vertieft. Außerdem werden Herangehensweisen und Methoden zur gezielten Optimierung des Werkzeugmaschinenverhaltens behandelt.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Analyse und Simulation von Werkzeugmaschine und Prozess Analyse und Simulation von Werkzeugmaschine und Prozess

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Jedes

UE

3

2

P

Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Lehrveranstaltung besteht aus einer integrierten Vorlesung und Übung. Während des Vorlesungsteils besteht eine interaktive Beteiligung der Studenten durch die Erarbeitung und Präsentation von themenspezifischen Fachreferaten. Im Übungsteil lösen die Studenten in Gruppenarbeit komplexe Übungsaufgaben unter Zuhilfenahme eines Finite-Elemente- und Mehrkörpersimulationssystems. Um die Übungsaufgaben bearbeiten zu können, müssen sich die Studenten unter Anleitung in die entsprechende Software einarbeiten und selbständig damit umgehen können.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: keine besonderen Voraussetzungen erforderlich b) wünschenswert: Grundkenntnisse in Fertigungstechnik, Werkzeugmaschinen, Mechanik, Mathematik

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6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeiten VL + UE : 60 h Vor- und Nachbereitung : 80 h Prüfungsvorbereitung : 40 h Summe: 180 h = 6 LP Das Modul ist Profilmodul für die Studierenden des Masterstudienganges Maschinenbau/Produktionstechnik - Vertiefung Produktionstechnologie oder Automatisierungs- und Informationstechnik. Das Modul findet sich auch in den Modullisten weiterer Masterstudiengänge wieder.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen Die Gesamtnote ergibt sich zu 70 % aus den Übungsleistungen wie Mitarbeit und Aufgabenlösung und zu 30 % aus einer abschließenden schriftlichen Leistungskontrolle. Die abschließende Leistungskontrolle ist zweistündig und fragt die wesentlichen Inhalte der Vorlesung ab. Die Prüfungsäquivalenten Studienleistungen sind spätestens in der sechsten Semesterwoche im Prüfungsamt anzumelden und die entsprechenden Formulare an das Sekretariat PTZ 103 weiterzureichen.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl maximal 10 Studierende pro Kurs.

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung zur Veranstaltung ist vor Semesterbeginn im Sekretariat PTZ 103 erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Hinweise werden in der Veranstaltung gegeben.

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Bildgebende Verfahren in der Medizin und der Neurobiologie Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Obermayer

6

Sekreteriat: FR 2-1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Am Ende der Veranstaltung sind die Teilnehmer in der Lage, typische Bilddaten aus Medizin und Neurobiologie interpretieren zu können, sowie abschätzen zu können, welche Informationen aus ihnen mit welcher Methode extrahierbar sind. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend Kompetenzen und Kenntnisse - im Verständnis verschiedener bildgebender Verfahren - im Verständnis verfahrensbedingter Aufnahmeartefakte - über einige wichtige Methoden zur Beseitigung dieser Artefakte und - über ausgewählte Methoden zur Analyse bzw. Informationsextraktion komplexer Bilddaten Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte In dieser Veranstaltung liegt der Schwerpunkt darauf, die verschiedenen bildgebenden Verfahren, die aktuell in der Neurobiologie und der Medizin eingesetzt werden zu verstehen und aus der Sicht der Signalanalyse zu beleuchten. Im Einzelnen befassen wir uns mit Funktionsweise, Einsatzgebieten, Abbildungseigenschaften (Rauschen, Verzerrung, Artefakte), sowie Korrekturverfahren (Dekonvolution, Filter) bildgebender Verfahren, auch Mikroskopieverfahren (Durchlicht, Fluoreszenz, Konfokal, Elektronen), optischer Verfahren (OI, NIRS), Färbetechniken und Computertomographie (T1, T2, DWI, DTI, MTT, fMRI).

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Bildgebende Verfahren in der Medizin und der Neurobiologie Bildgebende Verfahren in der Medizin und der Neurobiologie

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

IV

3

2

P

Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung: Frontalunterricht vor allen Teilnehmern zur Vermittlung des Stoffes. Integrierte Veranstaltung: Seminar bzw. Praktischer Teil zur Vertiefung des Stoffes in Form von ausgearbeiteten Vorträgen durch die Teilnehmer

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Programmierkenntnisse, Grundkenntnisse in Mathematik (Analysis, lineare Algebra, Statistik)

6. Verwendbarkeit Wahlpflichtmodul in Master Informatik / Studienschwerpunkt Intelligente Systeme und Technische Informatik / Studienschwerpunkt Informationssysteme. Wahlmodul in Master Elektrotechnik. Service-Veranstaltung für andere Studiengänge (vor allem aus dem natur- und ingenieurwissenschaftlichen Bereich und der Mathematik) sowie der Medizin- und Biologiestudiengänge der FU und HU sowie der Medizin- und Biologiestudiengänge der FU und HU Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenz Vorlesung: 15 x 2h = Nachbereitung Vorlesung: 15 x 2h = Prüfungsvorbereitungen: 30h praktische Arbeit: 60h Ausarbeitung der Präsentation: 30h Gesamt 180h

30h 30h

8. Prüfung und Benotung des Moduls prüfungsäquivalente Studienleistungen: Bewertung der Abschlusspräsentation: 50% der Gesamtnote mündliche Prüfung über den Stoff der Vorlesung: 50% der Gesamtnote

9. Dauer des Moduls 1 Semester

10. Teilnehmer(innen)zahl Vorlesung: unbeschränkt Integrierte Veranstaltung kann Teilnehmerbeschränkungen haben

11. Anmeldeformalitäten Informationen zur Anmeldung sind über die Web-Seiten des Fachgebiets NI (http://ni.cs.tu-berlin.de/lehre/)und über das Sekretariat FR 2524 erhältlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://www.ni.cs.tu-berlin.de/lehre

Literatur: Literatur wird zur Vorbereitung der Vorträge ausgeteilt

13. Sonstiges Das Modul wird in unregelmässigen Abständen und in englischer Sprache angeboten. Prüfungssprache ist wahlweise Englisch oder Deutsch.

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Kontrolltheorie

5

Verantwortliche/-r des Moduls: Der Studiendekan für Mathematik

Sekreteriat:

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation In der Veranstaltung sollen die Grundlagen der mathematischen Kontrolltheorie erlernt und vertieft werden. Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Während technische Systeme typischer Weise durch zeitkontinuierliche dynamische Systeme beschrieben werden, sind dies bei ökonomischen Systemen meist zeitdiskrete dynamische Systeme. Für beide Klassen werden die Begriffe Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Stabilisierbarkeit und Rekonstruierbarkeit eingeführt sowie die algebraische und geometrische Theorie enwickelt. Dazu kommt die Stabilisierung von Gleichgewichtslagen und die optimale Steuerung dieser Systeme.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Kontrolltheorie Kontrolltheorie

LV-Art VL UE

LP 3 2

SWS 2 1

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung, Übung in Kleingruppen unter Anleitung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Einführung in die Numerische Mathematik, Differentialgleichungen I, Kenntnisse einer höheren Programmiersprache

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Pr¨asenz: 2hx15+1hx15=45h Vor- und Nachbereitung: 5hx15=75h Pr¨ufungsvorbereitung: 30h Gesamt: 150h, entsprechend 5 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung. Ein Nachweis über Studienleistungen, der die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen im Umfange von 1 SWS bescheinigt, kann erworben werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 25

11. Anmeldeformalitäten Standard

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Methoden der Bauinformatik

9

Verantwortliche/-r des Moduls: N.N.

Sekreteriat: TIB 1-B8

E-Mail:

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden erlernen Methoden und Modelle der Bauinformatik. Bei den Methoden befassen sie sich mit der Abbildung von Bauwerken und ihren Komponenten auf Computern. Sie erwerben die wissenschaftlichen Grundlagen für die mathematische Beschreibung von Bauaufgaben, für die Nutzung von Computern zur Simulation des Verhaltens von Bauwerken und des Ablaufs von Bauprozessen sowie eine Einführung in die zur Anwendung der Grundlagen erforderlichen Werkzeuge der Bauinformatik. Mit diesen Fähigkeiten bereiten sich die Studierenden auf den Computereinsatz in den Anwendungsgebieten des Bauingenieurwesens für den Entwurf und Betrieb von Bauwerken und für die Planung von Bauabläufen vor. Bei den Modellen befassen sich die Studierenden mit der rechnergestützten Beschreibung der Eigenschaften von Bauwerken und Berechnung und Darstellung des Verhaltens von Bauwerken in solchen Modellen. Sie erwerben wissenschaftliche Grundlagen und das Verständnis für die mathematische Formulierung der Gesetzmäßigkeiten des Verhaltens und für die numerische Berechnung des Verhaltens spezifischer Bauwerke. Die Klassen der wesentlichen Komponenten von Finite Element Modellen werden erarbeitet und exemplarisch in Software umgesetzt. Damit bereiten sich die Studierenden auf die Anwendung dieser universellen Methode in allen Kompetenzfeldern und in der Forschung des Bauingenieurwesens vor. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 35% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 5%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Skript zur Vorlesung. Weitere Literatur wird in der VL angegeben.

2. Inhalte - Mathematische Grundlagen der Modellierung im Bauingenieurwesen - Objektorientierte Konzepte zur Beschreibung von Bauingenieuraufgaben - Implementierung objektorientierter Konzepte in einer objektorientierten Sprache - Mathematische Grundlagen der Datenstrukturen im Bauingenieurwesen - Grundlagen ingenieurgerechter graphischer Anwenderoberflächen - Konzeption und Umsetzung interaktiver graphischer Benutzerschnittstellen - Exemplarische Anwendung auf Bauingenieuraufgaben - Mathematische Beschreibung des Verhaltens von Bauwerken am Beispiel der Wärmeströmung - Topologie und Geometrie der Beschreibung von Bauwerken - Geometrische und physikalische Approximation mit Finiten Elementen - Algebraische Gleichungssysteme mit Profilstruktur und Status - Komponenten und Methoden eines Finite Element Modells - Visualisierung physikalischer Zustände mit Finiten Elementen - Exemplarische Anwendung auf Bauingenieuraufgaben

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Methoden der Bauinformatik Methoden der Bauinformatik

LV-Art IV PR

LP 6 3

SWS 4 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

5. Voraussetzungen für die Teilnahme keine

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenz 15 x 6= 90 h Vor- und Nachbereitung: 15 x 2 = 30 h Projektarbeiten: 15 x 6 = 90 h Vorbereitung zum schriftlichen Test: 1,5 Wochen = 60 h Gesamt: 270 h = 9 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Angabe

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja


nein

ja


nein

Literatur:

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Modellierung und Simulation von Verkehr Verantwortliche/-r des Moduls: K. Nagel

6 Sekreteriat: SG12

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: - Verständnis des 4-Stufen-Prozesses der Verkehrsmodellierung - Kenntnisse der verfügbaren Algorithmen und Verfahren innerhalb des 4-Stufen-Prozesses - Praktische Erfahrungen im Einsatz von Verkehrsplanungssoftware - Kenntnisse der Möglichkeiten und Grenzen der Verfahren und Software - Überblick über aktuelle Forschungsansätze zur Weiterentwicklung der Verkehrsmodellierung Fachkompetenz: 20% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Modellierung von Verkehrsnetzen - 4-Stufen-Prozess - Verkehrserzeugung, Verkehrsverteilung und -aufteilung - Routensuche - Statische und dynamische Umlegungsverfahren - Umlegung im ÖV - Activity Based Demand Generation - Multiagentensimulationen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der Modellierung und Simulation von Verkehr

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Ca. die Hälfte der Kontaktstunden Vorlesung; ansonsten praktische Übungen am Computer (Spreadsheet, VISUM, VISEVA).

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundkenntnisse in Mathematik (Studienjahre 1 und 2); "Grundlagen der Verkehrssystemplanung und Verkehrsinformatik"; Grundkenntnisse im Umgang mit Computern (z.B. Spreadsheets) b) wünschenswert: Kenntnisse in Statistik; weitergehende Kenntnisse im Umgang mit Computern (z.B. GIS, Statistik-Programme)

6. Verwendbarkeit Geeignete Studiengänge z.B.: - Verkehrswesen - Wirtschaftsingenieurswesen (Vertiefung Verkehr, Logistik, Technik) "Wünschenswertes" Basismodul der fortgeschrittenen Veranstaltungen in Verkehrssystemplanung und Verkehrstelematik ("Analyse und Bewertung von Verkehrssystemen", "Verkehrstelematik", "MultiagentenSimulationen von Verkehr")

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 4 SWS = 60 Stunden Selbststudium (Hausaufgaben und Prüfungsvorbereitung):120 Stunden

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8. Prüfung und Benotung des Moduls 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden. Prüfungsäquivalente Studienleistung Die genauen Modalitäten zur Bildung der Gesamtnote werden zu Beginn eines Semesters bekanngegeben.

10. Teilnehmer(innen)zahl Beschränkung auf ca. 25 Teilnehmer (aufgrund der beschränkten Anzahl verfügbarer Computerarbeitsplätze im MOVE-IT)

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung über die FG-eigene homepage (www.vsp.tu-berlin.de)

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein ja, www.vsp.tu-berlin.de

Literatur: ORTUZAR, J. de D. and L.G. WILLUMSEN (2001), Modelling transport, Wiley. LOHSE, D. und SCHNABEL, W. (1997), Grundlagen der Straßenverkehrstechnik und der Verkehrsplanung, Band 2. Weitere Literatur wird während der Veranstaltung bekanntgegeben. Siehe auch www.vsp.tu-berlin.de.

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Multiagenten-Simulationen von Verkehr Verantwortliche/-r des Moduls: K. Nagel

6 Sekreteriat: SG12

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: - Der aktivitätenbasierten Nachfrageerzeugung - Generierung synthetischer Populationen - Vertiefte Kenntnisse der Konzepte agentenbasierter Simulationen - Praktische Erfahrungen in der Programmierung agentenbasierter Simulationen - Bedienung und Auswertung der Ergebnisse der Multiagenten Verkehrssimulation MATSim Fachkompetenz: 20% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Konzepte und Anwendung von Multiagenten-Verkehrssimulationen - Programmierung agentenbasierter Simulationen (Mikrosimulation, Routenwahl, Lernverfahren,...) - Visualisierung der Simulationsergebnisse - Erweiterung der Simulation durch eigene Komponenten

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Multiagenten-Simulationen von Verkehr

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Ca. die Hälfte der Kontaktstunden Vorlesung; ansonsten praktische Übungen am Computer (Spreadsheet, Programmierung in Java)

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Programmierkenntnisse in Java (z.B. aus "Angewandte Informatik für Ingenieure"), Kenntnisse in Objektorientierter Programmierung b) wünschenswert: "Grundlagen der Verkehrssystemplanung und Verkehrsinfomatik"; Kenntnisse in Statistik; weitere Kenntnisse im Umgang mit Computern (z.B. GIS, Statistik-Programme)

6. Verwendbarkeit Geeignete Studiengänge z.B.: - Verkehrswesen - Wirtschaftsingenieurswesen (Vertiefung Verkehr, Logistik, Technik) - Informatik (Vertiefung Verkehr)

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 4 SWS = 60 Stunden Selbststudium (Hausaufgaben und Prüfungsvorbereitung):120 Stunden

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung Die genauen Modalitäten zur Bildung der Gesamtnote werden zu Beginn eines Semesters bekanngegeben.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

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10. Teilnehmer(innen)zahl 11. Anmeldeformalitäten Anmeldung über die FG-eigene homepage (www.vsp.tu-berlin.de) Beschränkung auf ca. 25 Teilnehmer (aufgrund der beschränkten Anzahl verfügbarer Computerarbeitsplätze im MOVE-IT)

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.vsp.tu-berlin.de

Literatur: Kai Nagel, "Multi-Agent Transportation Simulation", download unter www.vsp.tu-berlin.de.

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Simulation fluiddynamischer Systeme (CFDe) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6

Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Selbständige und zielorientierte Bearbeitung einer praxisrelevanten strömungsmechanischen Fragestellung mit Hilfe numerischer Simulationsverfahren. Den Teilnehmern werden praxisrelevante Kenntnisse im Umgang mit numerischen Strömungslösern vermittelt. Ebenso das Verständnis des gesamten Ablaufs eines numerischen Projekts inklusive Problemdefinition, Modellierung, Gittergenerierung, Definition von Randbedingungen, Strömungsberechnungen und die Auswertung sowie Präsentation der Ergebnisse. Fachkompetenz: 25% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Die Lehrinhalte ergeben sich aus dem Projekt, bzw. den Teilprojekten. Dazu gehören: zwei- und dreidimensionale Strömungen, laminare und turbulente Strömungen, stationäre und instationäre Konfigurationen, komplexe Geometrien und ein industrienahes Anwendungsbeispiel. Verwendet wird der Strömungslöser Open FOAM

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt: Numerische Simulation fluiddynamischer Systeme

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Darstellung der theoretischen und methodischen Inhalte erfolgt in kompakten Lehreinheiten innerhalb des Projektes. Die Bearbeitung der Teilprojekte erfolgt weitgehend selbständig. Wöchentlich finden zwei Projekttreffen statt, in denen sich die Teilnehmer mit den Lehrenden abstimmen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundkenntnisse in Linux, Strömungslehre I b) wünschenswert: Strömungslehre II

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 h Integrierte Lehrveranstaltung 60 h 15 Wo. x 6 h Eigenständige Arbeit 90 h Prüfungsvorbereitung 30 h Summe 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls 50 % Bearbeitung des Projektes und 50 % mündliche Prüfung/Abschlusspräsentation

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Anzahl: 38

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36

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung online auf cfde.cfd.tu-berlin.de (zum Semesterbeginn)

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://cfde.cfd.tu-berlin.de/

Literatur: Empfohlene Literatur: Sesterhenn: Skript zur Vorlesung CFD 1 und 2 Ferziger/Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics Hoffmann,Chiang: Computational Fluid Dynamics for Engineers

13. Sonstiges

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37

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Strömungsakustik (CAA) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studenten lernen die Grundlagen numerischer Approximations- und Lösungstechniken für strömungsakustische Probleme kennen. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, die verschiedenen numerischen Verfahren hinsichtlich ihrer Stärken oder Schwächen einzuschätzen, zu verwenden und die Ergebnisse der Simulationen kritisch zu beurteilen. Ziel der Veranstaltung ist es, die Studenten in die Lage zu versetzen auch völlig neue aeroakustische Probleme auf Grundlage des erworbenen Wissens zu analysieren, bewerten und Lösungen dafür zu entwickeln. Fachkompetenz: 25% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 25% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Übersicht über numerische Verfahren der Strömungsakustik (CAA), optimierte Finite-DifferenzenVerfahren höherer Ordnung, optimierte zeitliche Integrationsverfahren mit geringer Dispersion und Dissipation, spektrale Ableitungen, lineare und nichtlineare Modellgleichungen, nicht reflektierende Abstrahl- und Ausström-Randbedingungen, Wand-Randbedingungen, Nichtlineare Wellenausbreitung, Anwendung der erlernten Berechnungsverfahren auf akustische Problemstellungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Numerische Methoden der Strömungsakustik (CAA)

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte sowie Entwicklung von Lösungsansätzen und Bearbeitung von Beispielen mit selbst entwickelten Simulationsprogrammen erfolgt im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden. Die Studenten programmieren im Rahmen der Hausaufgaben Schritt für Schritt selbst ein Programm zur Lösung akustischer Problemstellungen. Verschiedene akustische Problemstellungen werden sowohl hinsichtlich ihrer physikalischen als auch der mathematischnumerischen Seite diskutiert.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Numerik-I bzw. CFD I b) wünschenswert: Strömungsakustik I, Strömungslehre I, II, Kenntnisse in Matlab/Octave

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: CAA: 15 Wochen x 4 Stunden integrierte Veranstaltung = 60h Vor- und Nachbereitung: 15 Wochen x 6 Stunden , inclusive Lösung der Hausaufgaben = 90h Prüfungsvorbereitung mündliche Prüfung CAA = 30h
Summe: 180h Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Ende findet eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 20 (IV) Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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38

11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche unter http://caa.cfd.tu-berlin.de

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://caa.cfd.tu-berlin.de

Literatur: Sesterhenn: Skript zur Vorlesung CAA (numerische Aeroakustik) M. Zhuang, N. Schönwald, C. Richter: Computational Aeroacoustics and its Application P. Wesseling: Principles of Computational Fluid Dynamics

13. Sonstiges

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39

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Strömungsmechanik für maritime Systeme I Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Andrés Cura Hochbaum

6

Sekreteriat: SG17

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Es werden die Grundlagen der numerischen Strömungsmechanik für den Schiffs- und meerestechnischen Entwurf gezeigt. Das Modul soll den Hörer mit den verschiedenen Techniken zur Diskretisierung von Raum, Zeit und Erhaltungsgleichungen vertraut machen und ihn befähigen, mathematische Algorithmen zur Simulation von Strömungen in Rechnerprogramme umzusetzen. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Grundlagen der Strömungsmechanik - Erhaltungsgleichungen für Impuls und Masse - Diskretisierung des Raumes, Berechnungsgitter - Diskretisierung der Erhaltungsgleichungen, FD- und FV-Methode - Iterative Lösungsverfahren - Besonderheiten der Navier-Stokes Löser

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Numerische Strömungsmechanik für maritime Systeme I

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die LV erfolgt in Form von Vorlesungen und Übungen. In den Übungen werden Lösungen sowohl von den Lehrenden als auch von den Studierenden vorgestellt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre, Differentialgleichungen für Ingenieure wünschenswert: Schiffshydrodynamik I, Numerische Mathematik I für Ingenieure, Analysis I+II, Lineare Algebra für Ingenieure

6. Verwendbarkeit Das Modul vermittelt Grundlagenwissen für den Studiengang Schiffs- und Meerestechnik. Es ist als Wahlmodul für andere Studiengänge geeignet.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h bzw. 6 LP Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium: 120 h (Zeit für die Vertiefung des Lernstoffes, ggf. Prüfungsvorbereitung und zur Bearbeitung von Übungsaufgaben)

8. Prüfung und Benotung des Moduls MP, Mündliche Prüfung am Ende des Semesters. Prüfungsvoraussetzung ist der erfolgreiche Abschluss der Übungen zum Modul.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

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40

10. Teilnehmer(innen)zahl Anzahl der TeilnehmerInnen ist voraussichtlich begrenzt, nach Maßgabe der Betreuungskapazität der wissenschaftlichen Mitarbeiter

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung: - In der ersten Voranstaltung Einteilung in Arbeitsgruppen für die Übungsaufgaben: - In der ersten Übung/Veranstaltung Anmeldung zur Prüfung: - elektronische Anmeldung über QISPOS - Die jeweiligen Anmeldefristen sind der Studienordnung zu entnehmen - Prüfungstermin wird durch den Lehrbeauftragten festgelegt

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: - J.H. Ferziger and M. Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer Verlag Berlin, 1996. (ISBN 3-540-59434-5) - H.K. Versteeg and W. Malalasekera, An introduction to computational fluid dynamics, the finite volume method, Longman Group Ltd, 1995. (ISBN 0-582-21884-5) - B. Noll, Numerische Strömunsgmechanik, Springer Verlag Berlin, 1993. (ISBN 3-540-56712-7) - V. Bertram, Practical Ship Hydrodynamics, Butterworth-Heinemann (Reed-Elsevier Group), 2000. (ISBN 0-750-64851-1)

13. Sonstiges

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41

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Objektorientierte Softwareentwicklung Verantwortliche/-r des Moduls: Jähnichen

6 Sekreteriat: FR 5-6

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Befähigung zur Entwicklung von objektorientierter Software in hoher Qualität. Dazu gehören die Beherrschung aktueller Techniken, die auf die Objektorientierung aufbauen und darüber hinausgehen sowie das Erlernen von methodischen Techniken und Fertigkeiten. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 50%
Systemkompetenz: Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Spezifikations- und Modellierungstechniken, Typsysteme, Entwurfsmuster, Refactoring, Softwarearchitektur und Systembegriff, Applikations-Frameworks, Komponententechnik, Aspektorientierte Softwareentwicklung und Rollenmodelle.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Objektorientierte Softwareentwicklung Übung zur objektorientierten Softwareentwicklung

LV-Art VL UE

LP 2 4

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit Übungsbetrieb

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Inhaltlich werden Kenntnisse im Modul Softwaretechnik vorausgesetzt.

6. Verwendbarkeit Wahlpflichtmodul in Bachelor Informatik/ Studienschwerpunkt Softwaretechnik und Technische Informatik / Studienschwerpunkt Informatik. Als Service-Modul auch für Wirtschaftsingenieure (IuK), Technische Wirtschaftsmathematiker, Kommunikationswissenschaftler u.a.. Das Modul ist sinnvoll mit allen anderen Modulen von SWT kombinierbar.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Berechnung Kontaktzeiten: 60 Lösung der Übungsaufgaben in Gruppen: Gesamt:

Stunden 60 120

120 180

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsform: Prüfungsäquivalente Studienleistungen Die Gesamtnote für das Modul setzt sich wie folgt zusammen: Übungsaufgaben (50%), mündliche Rücksprache (50%)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ....1.... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 100

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42

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.swt.cs.tu-berlin.de/lehre/

Literatur: Vorlesungsfolien und Literaturhinweise sind unter www.swt.cs.tu-berlin.de/lehre/ zu finden. Die Zulassung zum Modul (Teilnehmerbeschränkung) wird durch eine elektronische Anmeldung über www.swt.cs.tu-berlin.de/lehre/ geregelt. Die verbindliche Anmeldung erfolgt drei Wochen nach Beginn des Moduls beim Modulverantwortlichen.

13. Sonstiges Das Modul wird erstmalig im SoSe 09 angeboten.

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43

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt zur finiten Elementmethode Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. W. H. Müller

6 Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Bedienung eines kommerziellen FE-Programms Lösung eines komplexen Festigkeitsproblems IT-orientiertes Schreiben ingenieurtechnischer Berichte Teamfäfigkeit bei der Lösung ingenieurtechnischer Probleme Präsentations- und Vortragsfähigkeit ingenieurtechnischer Fragestellungen Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Vorbereitende Vorlesung: Einführung in die Festigkeitsanalyse mikroelektronischer Bauteile, Surface Mount Technology (SMT), Grundlagen der Mechanik elastisch-plastisch deformierbarer Körper, Einführung in die Bedienung des kommerziellen FE-Programms ABAQUS Gruppenarbeit: Erstellung von FE-Netzen für ein vorzugebendes Festigkeitsproblem aus dem Bereich SMT Generierung eines Inputfiles, Zusammenstellen notwendiger Materialparameter durch Literaturrecherche Ordnungsgemäßes Schreiben wissenschaftlich-technischer Berichte Erstellen einer Präsentation auf Basis der Gruppenarbeit Freier Vortrag über die erzielten Resultate im Rahmen des Seminarteils

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt zur finiten Elementmethode

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Veranstaltung bestehend aus vorbereitenden Vorlesungen (5 Wochen), "Hands-On"-Bearbeitung eines individuellen Festigkeitsproblems am Rechner in Kleinstgruppen (max. 5 Personen, 6 Wochen), Erstellung eines Gruppenberichts (MS-Word/Excel, 2 Wochen), Abschlußpräsentation und Diskussion (MS-Powerpoint, 2 Wochen)

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Obligatorisch: Kenntnisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik (Mechanik I + II) Wünschenswert: Kenntnisse in FE-Grundlagen

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Verkehrswesen, PI, Bauingenieure, Physik, Werkstoffwissenschaften

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h integrierte VL + 8 h Nacharbeitung pro Woche = 15 x 12 h = 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung nach Vereinbarung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

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44

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung erfolgt in der ersten Veranstaltung anhand einer Teilnehmerliste

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden:
ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: http://www.vm.tuberlin.de/institut_fuer_mechanik/fachgebiet_kontinuumsmechanik_und_materialtheorie/menue/studium_u nd_lehre/lehrangebot/projekt_zur_finiten_elementmethode/ Literatur: Verschiedene Veröffentlichungen sind ebenfalls auf der Internetseite abrufbar

13. Sonstiges

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45

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Rechnergestützter Entwurf maritimer Systeme (CAD MS) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Gerd Holbach

6

Sekreteriat: SG 6

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Kursteilnehmer verfügen nach Bestehen des Moduls über Kenntnisse über: - die Grundlagen des rechnergestützten Entwurfs maritimer Systeme - Geometriemodellierung - parametrischer Formentwurf - Verfahren der automatisierten (formalen) Optimierung maritimer Systeme - Anwendung unterschiedlicher Entwurfssysteme (CAE) - die Integration von Modellierung (CAD) und Simulationstechnik (z.B. CFD) im heutigen maritimen Entwurf Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Geometriemodellierung komplexer Systeme (Hermite, Bézier, B-Spline, Coons etc.) - Parametrische Methoden - Generierung und Variation von Schiffsrümpfen -. Grundlagen der formalen Optimierung (Design-of-Experiments, deterministische und stochastische Verfahren etc.) - Entwurfprozess - Anwendung von Entwurfssystemen und Optimierungswerkzeugen - Beispiele des hydrodynamischen Entwurfs aus Forschung und Entwicklung sowie industrieller Praxis.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Rechnergestützter Entwurf maritimer Systeme Rechnergestützter Entwurf maritimer Systeme

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Wissensvermittlung erfolgt in Form einer Vorlesung. - Frontalunterricht mit Darstellung der Inhalte und zahlreichen Beispielen aus der Praxis Der Stoff der Vorlesungen wird von mind. 2 vertiefenden Übungen begleitet. Dabei werden sowohl kleinere Aufgaben in Einzelarbeit als auch größere Projekte in Teamarbeit behandelt. In Ergänzung findet ein mehrtägiges Software-Training statt (aktuell: FRIENDSHIP-Framework)

5. Voraussetzungen für die Teilnahme erforderlich: Grundlagen der Informationstechnik, Mathematik, Mechanik, Schwimmfähigkeit und Stabilität, Schiffselemente wünschenswert: Hydrodynamik maritimer Systeme, Entwurf maritimer Systeme

6. Verwendbarkeit Das Modul vermittelt Kernwissen für den Studiengang Verkehrswesen, Fachrichtung Schiffs- und Meerestechnik. Es ist als Wahlmodul für andere Studiengänge geeignet.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h bzw. 6 LP Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium: 120 h (Zeit für die Vertiefung des Lernstoffes, ggf. Prüfungsvorbereitung und zur Bearbeitung von Übungsaufgaben)

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46

8. Prüfung und Benotung des Moduls abschließende mündliche Prüfung am Ende des Moduls.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Anzahl der TeilnehmerInnen ist begrenzt auf 20 Personen aufgrund der begrenzten Anzahl von TrainingPlätzen

11. Anmeldeformalitäten Eine Anmeldung zu den Lehrveranstaltungen erfolgt in der ersten Vorlesungswoche. Termine für mündliche Prüfungen werden mit dem Prüfenden abgesprochen. Der Studierende meldet die Prüfung über QISPOS an.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja


nein

Literatur: Birk, L. und Harries, S. OPTIMISTIC Optimization in Marine Design, Mensch&Buch Verlag, 2003, ISBN 389820-514-2000 VL- Unterlagen semesterbegleitend über ISIS verfügbar

13. Sonstiges Lehrbeauftragter: Herr Dr.-Ing. Stefan Harries MSE, FRIENDSHIP SYSTEMS, Potsdam Ansprechpartner: Herr Dipl.-Ing. Sebastian Ritz (TUB; EBMS) [email protected]

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47

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Simulation im Automobilbau Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. V. Schindler

6 Sekreteriat: TIB 13

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist der Erwerb von Kenntnissen über: - Simulationstechnicken in der Automobilentwicklung - Vorteile und Risiken von Simulationsverfahren - Planung, Durchführung und Auswertung von numerischen Simulationen Ziel ist das Erlernen von Fertigkeiten: - Selbständige Durchführung von Simulationen als Teil des Entwicklungsprozesses - Methoden zur Auswertung von Simulationsdaten - Bewertung der Validität einer Simulation Ziel ist das Erlangen der Kompetenz: - in Simulationsaufgaben - wissenschaftliche Auswertung gewonnener Daten - Modellbildung von Beginn der Planungsphase bis zur Bewertung der Ergebnisse Fachkompetenz: 15% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 25%

2. Inhalte Planung, Durchführung und Bewertung der Simulation werden als Teile des Entwicklungsprozesses eines Kfz vermittelt. Ein Überblick wird über Vielfalt, Struktur und Kriterien der Simulation gegeben. Ihre große und weiter zunehmende Bedeutung wird dargestellt. Vorteile und Risiken der Verwendung von Simulationsverfahren werden unter Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekten erörtert. Die Bedeutung von Daten als Grundlage für valide Simulationsergebnisse wird belegt. In diesem Sinne wird besonderes Gewicht auf die Grenzen und Bedingungen der Simulation gelegt, einschließlich Modellbildung, Planung, Durchführung, Auswertung und Bewertung der Ergebnisse. Simulationsanwendungen werden nicht nur als technisches Problem, sondern auch als Ereignis dargestellt, das in Planung und Durchführung umfassende und vielschichtige Kompetenzen in einer Reihe unterschiedlicher Fachgebiete vermittelt und erfordert. Ziele sind daneben fundierte Kenntnisse und Einblicke in Abläufe und Rollen bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen unter Berücksichtigung der Zwänge der Großserienproduktion, die Entwicklung von Soft Skills, wie Teamfähigkeit, Präsentationstechnik, Kommunikation, Planung, usw.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Simulation im Automobilbau

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung, Gruppendiskussionen, Referate, selbständig organisierte, arbeitsteilige Durchführung einer experimentellen Untersuchung als praktische Übung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Gute Beherrschung der deutschen Sprache, Fähigkeit zur Abstraktion in technischen Zusammenhängen, sicheres Wissen in der Kraftfahrzeugtechnik, fundierte Kenntnisse zu fachbezogenen Anwendungen von Computersoftware, sichere, transferierbare technische Grundkenntnisse mit Schwerpunkt auf numerischen Verfahren. b) wünschenswert: Grundkenntnisse auf Gebieten wie Versuchsplanung, Validierung, Modellbildung, Statistik, Projektplanung usw. möglichst erworben durch ein Praktikum bei einem Fahrzeughersteller, Darstellung von technischen Ergebnissen in Schrift und Wort, soziale Kompetenz, Bereitschaft zu Teamarbeit und interkultureller Kommunikation. Es wird empfohlen, diese LV durch 0533 L 576 Fahrversuche im Automobilbau zu ergänzen.

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48

6. Verwendbarkeit Die Absolventinnen und Absolventen erhalten einen Überblick über die wesentlichen Ziele und Methoden der Simulation im Entwicklungs- und Fertigungsprozess eines Kfz einschließlich der zeitlichen und budgetären Restriktionen. Sie sind damit besser in der Lage, mögliche oder erwünschte eigene Rollen in einem arbeitsteiligen Entwicklungsprozess einzuschätzen, die Mechanismen und Methoden solcher Prozesse zu verstehen und zu nutzen und sie ggf. weiter zu entwickeln. Das Thema erreicht eine besondere Tiefe auf dem Gebiet Modellbildung und Validität und ermöglicht die erfolgreiche Nutzung von Simulationsergebnissen im Gesamtprozess des Automobilbaus. Die Grundlagen entstammen anderen Vorlesungen, wie Grundlagen der Kraftfahrzeugtechnik. Kenntnisse in "Simulation" erleichtern das Verständnis praktischer Erfordernisse im Automobilbau und in anderen technischen Bereichen, bei denen die Umsetzung von simulationsgestützter Entwicklung in die Produktion erfolgt.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Der Arbeitsaufwand für 6 LP entspricht insgesamt 180 Arbeitsstunden (1 LP für 30 Arbeitsstunden)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung. Das Modul wird mit einer mündlichen Rücksprache abgeschlossen. Zulassungsvoraussetzung ist die aktive Beteiligung an der Übung und die Abgabe der entsprechenden Übungsausarbeitung sowie Ausarbeitung und Abgabe des Referates als Präsentation und Text; alle Leistungen werden bewertet und haben Einfluss auf die Endnote.

9. Dauer des Moduls Das Modul ist für ein Semester vorgesehen.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die maximale Teilnehmerzahl ist aus praktischen Gründen auf 30 Personen begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Studiengangsspezifisch

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja


nein

ja


nein

Literatur: Eine CD-ROM mit den Präsentationen des vorherigen Zyklus ist zu jeder Zeit im Sekretariat erhältlich; die CD-ROM mit den Präsentationen des gerade abgelaufenen Zyklus nach dessen Ende im Sekretariat. Stanney, K.M. Handbook of Virtual Environments. London, New Jersey: Lawrence Erlbaum 2002. Rubinstein R.Y. Modern Simulation and Modelling. New York: Wiley 1998.

13. Sonstiges Beginn jeweils im WiSe

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Turbulenzmodellierung (CFD4) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Ziel dieses Moduls ist, gängige Modellierungsansätze zur numerischen Behandlung turbulenter Strömungen vorzustellen und ihre Einflussparameter aufzuzeigen. Neben dem Wissen um die numerische Modellbildung turbulenter Strömungen soll die Fähigkeit vermittelt werden Strömungssimulationen anwendungsorientiert aufzusetzen sowie insbesondere die Ergebnisse kritisch zu beurteilen. Zu diesem Zweck ist das Studium einzelner Modelle und die Implementierung von Auswertekriterien in gegebenen Rumpfprogrammen ein Teil der Qualifikation. Die Studenten werden durch die Veranstaltung befähigt verschiedene Modelle und Lösungsmethoden gegeneinander abzuwägen und auf neue und ungewöhnliche Strömungsprobleme anzuwenden. Sie sollen damit auch in die Lage versetzt werden völlig neue Simulationsaufgaben systematisch zu lösen und geeignete Simulationsverfahren anzuwenden. Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 30% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Turbulente Austauschmechanismen basieren auf Wechselwirkungen der zeitlichen und räumlichen Schwankungen von Druck, Dichte und Geschwindigkeit, welche sich über ein großes Spektrum unterschiedlicher Skalen erstrecken. Eine detaillierte Vorhersage der äußerst komplexen Transportprozesse verlangt die Auflösung sämtlicher Skalen durch die Diskretisierung des Simulationsverfahrens. Da dies für praxisnahe Anwendungen aufgrund endlicher Computerressourcen oft nicht möglich ist, gibt es verschiedene Simulationsverfahren, welche Modellannahmen zur Erfassung der nicht von der Diskretisierung aufgelösten Schwankungen verwenden. Die Qualität und Effizienz der numerischen Strömungsvorhersage mit diesen Verfahren hängt entscheidend vom problemangepassten Einsatz der einzelnen Verfahren ab. Schwerpunkt der Vorlesung ist aus diesem Grund die Vermittlung der mathematischen Grundlagen, Vorraussetzungen und Eigenschaften von Simulationsverfahren, gestaffelt nach Modellierungsgrad und Ressourceneinsatz. Darüber hinaus werden die wichtigsten Modelle klassifiziert sowie bezüglich ihrer Bedeutung und Anwendbarkeit physikalisch untersucht, wobei die hierzu notwendigen Grundkenntnisse turbulenter Strömungen erläutert werden. Im Weiteren setzt sich die Veranstaltung mit praxisrelevanten Aspekten der Strömungssimulation (Randbedingungen, Gittergenerierung, Beurteilungskriterien der Ergebnisse, etc.) auseinander. Das Verständnis für Brauchbarkeit und Praxisrelevanz einzelner Verfahren und Modelle wird untermauert durch deren beispielhafte Implementierung und detaillierte Untersuchung an einfachen, aber aussagekräftigen Strömungskonfigurationen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Modellbildung und Simulation turbulenter Strömungen

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte und teilweise Herleitung einzelner Verfahren und Modelle sowie Ansätzen zur Lösung. Übungen am Rechner zur vollständigen Bearbeitung (Modellbildung, Simulation und Auswertung) beispielhafter turbulenter Strömungskonfigurationen. Verschiedene Programme und Datensätze werden zur Verfügung gestellt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungsmechanik, allg. Programmierkenntnisse, numerische Mathematik b) wünschenswert: CFD II, Kenntnisse in FORTRAN77 und LINUX

6. Verwendbarkeit

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50

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 Stunden IV 60 Stunden 15 Wo. x 6 Stunden Hausaufgaben, Vor- und Nachbereitung 90 Stunden Summe 150 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende des Moduls.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 20

11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Ferziger & Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics Pope: Turbulent Flows Piquet: Turbulent Flows: Models and Physics Rotta: Turbulente Strömungen Wilcox: Turbulence Modelling for CFD Fröhlich: Large-Eddy Simulation turbulenter Strömungen

13. Sonstiges

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51

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Aerodynamik I Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

6 Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Aerodynamik I über: Kenntnisse: - von grundlegenden Begrifflichkeiten der Aerodynamik und typischen Darstellungsformen aerodynamischer Leistungsdaten (Polaren) - von potenzialtheoretischen Strömungen sowie von den auf der Potenzialtheorie aufbauenden einfachen Berechnungsverfahren: Theorie schlanker Profile, Prandtl'sches Traglinienverfahren, Multhopp-Verfahren - von der Auslegungssystematik von Tragflügelprofilen - von der Umströmung eines endlichen Tragflügels und den daraus resultierenden Folgen auf seine Polaren - von der Ausbildung laminarer und turbulenter Grenzschichten an Körperoberflächen in viskosen Fluiden und deren Einfluss auf die Körperumströmung sowie von der aktiven und passiven Laminarhaltung im Unterschall - von Strömungsinstabilitäten und deren Einflüssen auf Körperumströmungen - vom Phänomen der Strömungsablösung, von deren Ursachen, Folgen und den Möglichkeiten, die Strömungsablösung zu beeinflussen - von Hochauftriebssystemen verschiedener Bauarten und deren aerodynamischen Funktions- und Wirkprinzipien - von den Grundlagen der Fahrzeugaerodynamik Fertigkeiten: - Berechnung der Auftriebs- und Momentenpolare schlanker Profile aus der Profilgeometrie - Berechnung der Druckverteilungen von einfachen Körpern (ohne Auftrieb) in Potenzialströmungen anhand der Körpergeometrie - Berechnung des Auftrieb sowie des induzierten Widerstandes von einfachen Tragflügeln - Berechnung des Widerstands viskos umströmter Körper in Abhängigkeit von der Transitionslage Kompetenzen: - das Arbeiten mit Profil- und Tragflügelpolaren - Auslegung von Profilen für Unterschallströmungen in Abhängigkeit vom Einsatzbereich - Auslegung einfacher Tragflügel - Bewertung des Einflusses von Grenzschichten auf Profil- und Tragflügelumströmungen sowie Beurteilung von Maßnahmen zur Beeinflussung der Grenzschicht - Programmierung und Ergebnisdarstellung mit der Software Scilab oder Matlab - Arbeiten in Kleingruppen Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40%
Systemkompetenz: Sozialkompetenz: 10%

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2. Inhalte 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung LV-Art LP SWS Aerodynamik I VL 3 2 Aerodynamik I UE 3 2 Vorlesung: - Grundlagen inkompressibler Strömungen - Potenzialtheorie - Profilaerodynamik - Einfache 2D-Berechnungsmethoden (Theorie schlanker Profile, Panel-Verfahren) - Tragflügelaerodynamik - Grenzschichten - Strömungsablösung - Hochauftrieb - Fahrzeugaerodynamik

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

Übung: - Grundlagen: Erhaltungssätze, Bernoulli, Druckdefinitionen, ICAO-Atmosphäre - Profilaerodynamik: NACA-Nomenklatur, Beiwerte, Polaren - Berechnungsmethoden: Berechnung der Auftriebs- und Momentenpolare eines NACA-Profils nach der Theorie schlanker Profile - Berechnungsmethoden: Programmierung eines einfachen Quell-Panel-Verfahrens zur Berechnung des Druckverlaufes an einem NACA-Profil - Berechnungsmethoden: Programmierung des Multhopp-Verfahrens zur Berechnung der Auftriebsverteilung von Tragflügeln - Grenzschichten: Berechnung des Widerstands viskos umströmter Platten, Übertragung der Erkenntnisse auf den Tragflügel - Grenzschichten: Berechnungen zur Transition (Grenzschichtumschlag) und Grenzschichtentwicklung an einem Laminarflügel Experiment: Je nachdem, welcher Windkanal des Instituts für Luft- und Raumfahrt zur Verfügung steht, wird eines der folgenden Experimente in Kleingruppen durchgeführt: 1) Ein Tragflügel wird am Windkanal bei verschiedenen Anstellwinkeln vermessen und die in der Vorlesung und Übung erläuterten anstellwinkelabhängigen Strömungsphänomene (wie z.B. Auftrieb und Strömungsablösung) veranschaulicht. 2) Eine Hochauftriebskonfiguration, bestehend aus Hauptflügel und Hinterkantenklappe, wird am Windkanal bei verschiedenen Klappenwinkeln untersucht und der Einfluss der Klappe bzw. des Klappenwinkels auf die aerodynamischen Kenndaten der Hochauftriebskonfiguration ermittelt. 3) An einem mit einem Oberflächen-Sensorarray ausgestatteten Tragflügel werden am Windkanal Untersuchungen zur Transitionslage und deren Dynamik durchgeführt und die in der Vorlesung und Übung erläuterten Transitionsphänomene veranschaulicht.

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen sowie theoretische und experimentelle Übungen zum Einsatz. Vorlesung: In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermittelt. Übungen: In den theoretischen Übungen werden Lösungen von den Lehrenden vorgestellt. An den theoretischen Übungen nehmen alle Studierenden gleichzeitig teil; die experimentellen Übungen werden in kleinen Gruppen durchgeführt. Zu den Übungen werden Hausarbeiten angeboten, die in kleinen Gruppen bearbeitet werden.

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5. Voraussetzungen für die Teilnahme 6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist insbesondere geeignet für den Studiengang: -Luft- und Raumfahrt -als Wahlmodul für den Studiengang Physikalische Ingenieurswissenschaft Geeignete Studienschwerpunkte: -Aerodynamik in der Luft- und Raumfahrt Es bildet die Grundlage für die weiterführenden Module: -Aerodynamik II -Aerothermodynamik -Projektaerodynamik -Gasdynamik Obligatorisch: -Strömungslehre Wünschenswert: -Lineare Algebra für Ingenieure -Analysis I -Analysis II -Differentialgleichungen für Ingenieure -Mechanik -Kinematik und Dynamik -Einführung in die Informationstechnik -Einführung in die klassische Physik für Ingenieure

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium: Vorlesung: 15x2 Stunden = 30 Stunden Übung: 15x2 Stunden = 30 Stunden Eigenstudium: Hausaufgaben: 6x10 Stunden = 60 Stunden Prüfungsvorbereitung: 2x10 Stunden = 20 Stunden Vor- und Nachbereitung: 15x2,7 Stunden = 40 Stunden Summe: 180 Leistungspunkte: 6 LP ( 1 LP entspricht 30 Arbeitsstunden)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung: -Teilnehmerliste in der ersten Veranstaltung Anmeldung zur Prüfung: Mündliche Prüfungen müssen im Prüfungsamt angemeldet werden. Terminabsprache erfolgt mit dem zuständigen Mitarbeiter des Fachgebietes. Nähere Informationen zur Anmeldung und zu Prüfungsterminen sind im Internet unter http://www.aero.tu-berlin.de abrufbar.

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12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Beim betreuenden Assistenten
ja nein

Literatur: Literaturliste im Skript

13. Sonstiges

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55

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Aerodynamik II Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

6 Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Aerodynamik II über: Kenntnisse: - von grundlegenden Eigenschaften kompressibler Strömungen - von Kompressibitlitätskorrekturen und deren Einfluss auf inkompressible Druckverteilungen - von Verdichtungsstößen und Expansionen - von Tragflügelumströmungen im Transschall - von der Auslegung superkritischer Tragflügelprofile - von der Interaktion zwischen Stößen und der Grenzschicht an Tragflügeln- von aktiven und passiven Reduktionsmöglichkeiten des viskosen Widerstandes im Transschall - von der subsonischen Umströmung von Deltaflügeln - vom Einsatz numerischer Strömungssimulationen in der Aerodynamik - von Windkanälen und VersuchsanlagenFertigkeiten: - Kompressibitlitätskorrektur einer inkompressiblen Druckverteilung - Berechnung der Änderungen von Strömungsgrößen über schräge und senkrechte Stöße - Berechnung der Änderungen von Strömungsgrößen über die an Eckenumströmungen auftretenden Expansionen - Abschätzung der kritischen Flugmachzahl eines Profils, ab der Überschallphänomene an einem Profil auftreten - Erstellung eines Profileinsatzgrenzendiagramms Kompetenzen: - Deutung der bei hohen Flugmachzahlen an einem transsonsichen Profil auftretenden Phänomene sowie eine Abschätzung der Folgen auf die Profilumströmung - Auslegung von Profilen nach aerodynamischen und wirtschaftlichen Vorgaben für transsonische Umströmungen - Beurteilung des Profileinsatzgebietes und Voraussage bzw. Bewertung von Phänomenen, die beim Verlassen des Einsatzbereiches auftreten - Arbeiten in Kleingruppen Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40%
Systemkompetenz: Sozialkompetenz: 10%

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2. Inhalte 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung LV-Art Aerodynamik II VL Aerodynamik II UE Vorlesung: - Grundlagen kompressibler Strömungen - Kompressibilitätstransformationen / -korrekturen - Verdichtungsstöße - Expansionsströmungen - Tragflügelaerodynamik im Transschall - Stoß-Grenzschicht-Interferenzen - Maßnahmen zur Reduktion des viskosen Widerstandes - Deltaflügel - Einführung in die numerische Strömungssimulation - Versuchsanlagen

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

Übung: - Grundlagen: Rechnungen zu einfachen kompressiblen Strömungen, z.B. kompressibler Aufstau - Kompressibilitätstransformation: Korrektur einer inkompressiblen Druckverteilung eines Profils für kompressible Strömungen sowie der Diskussion der Einsatzgrenzen von KompressibilitätsKorrekturverfahren - Stöße und Expansionen: An einem Keilprofil werden die Phänomene Stoß, Schrägstoß und Expansionen diskutiert und die Umströmung des Profils berechnet- Profileinsatzgrenzen: Anhand von Druckverteilungen eines Profils werden wichtige Grenzen im Profileinsatzgrenzen-Diagramm erstellt sowie sämtliche Grenzen des Einsatzbereiches diskutiert und der optimale Einsatzbereich des Profils bestimmt - Stoß-Grenzschicht-Interferenzen: Anhand von Messdaten eines Profils wird der Einfluss von Stößen auf die Profilgrenzschicht und Profilumströmung untersucht- Numerische Strömungssimulationen: Für die Couette-Strömung existiert eine analytische Lösung, die hergeleitet wird. Mit einem Finite-DifferenzenVerfahren wird die strömungsbeschreibende DGL gelöst und die Ergebnisse mit der analytischen Lösung verglichen - Versuchsanlagen: Verschiedene Windkanaltypen werden diskutiert, ihr Einsatz- und Geschwindigkeitsbereich analysiert sowie die Einhaltung der Reynolds- und Machzahl in Kryokanälen erläutert Experiment: Am Transschallkanal des Instituts für Luft- und Raumfahrt werden an einem transsonischen Profil in Kleingruppen Untersuchungen zur Tragflügelumströmung im Transschall durchgeführt. Eine Schlierenoptik verdeutlicht die in der Vorlesung und Übung erläuterten Phänomene wie Stoßlage und Expansionswellen.

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen sowie theoretische und experimentelle Übungen zum Einsatz. Vorlesung: In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermittelt. Übungen: In den theoretischen Übungen werden Lösungen von den Lehrenden vorgestellt. An den theoretischen Übungen nehmen alle Studierenden gleichzeitig teil; die experimentellen Übungen werden in kleinen Gruppen durchgeführt. Zu den Übungen werden Hausarbeiten angeboten, die in kleinen Gruppen bearbeitet werden.

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57

5. Voraussetzungen für die Teilnahme 6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist insbesondere geeignet für den Studiengang: -Luft- und Raumfahrt -als Wahlmodul für den Studiengang Physikalische Ingenieurswissenschaft Geeignete Studienschwerpunkte: -Aerodynamik in der Luft- und Raumfahrt Es bildet die Grundlage für die weiterführenden Module: -Aerothermodynamik -Projektaerodynamik -Gasdynamik Obligatorisch: -Strömungslehre -Aerodynamik I Wünschenswert: -Lineare Algebra für Ingenieure -Analysis I -Analysis II -Differentialgleichungen für Ingenieure -Mechanik, Kinematik und Dynamik -Thermodynamik I oder Aerothermodynamik I -Einführung in die Informationstechnik -Einführung in die klassische Physik für Ingenieure

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium: Vorlesung: 15x2 Stunden = 30 Stunden Übung: 15x2 Stunden = 30 Stunden Eigenstudium: Hausaufgaben: 6x10 Stunden = 60 Stunden Prüfungsvorbereitung: 2x10 Stunden = 20 Stunden Vor- und Nachbereitung: 15x2,7 Stunden = 40 Stunden Summe: 180 Leistungspunkte: 6 LP ( 1 LP entspricht 30 Arbeitsstunden)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung: -Teilnehmerliste in der ersten Veranstaltung Anmeldung zur Prüfung: Mündliche Prüfungen müssen im Prüfungsamt angemeldet werden. Terminabsprache erfolgt mit dem zuständigen Mitarbeiter des Fachgebietes. Nähere Informationen zur Anmeldung und zu Prüfungsterminen sind im Internet unter http://www.aero.tu-berlin.de abrufbar.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

58

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Beim betreuenden Assistenten
ja nein

Literatur: Literaturliste im Skript

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

59

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Automobil- und Bauwerksumströmung Verantwortliche/-r des Moduls: Paschereit/Nayeri

6 Sekreteriat: HF1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Durch das Modul erwerben Studierende folgende Kenntnisse in: - Grundlagen der Umströmung von landgebundenen Fahrzeugen wie Automobile und Schienenfahrzeuge - Grundlagen der Umströmung von Bauwerken - Aerodynamik der "stumpfe Körper" - Grundlagen der Versuchstechnik für die Aerodynamik der stumpfen Körper Fertigkeiten: -Verständnis der Umströmung zwei- und dreidimensionaler Körper -Befähigung zur Auswahl von Widerstandreduzierenden Massnahmen an Fahrzeugen und stumpfen Körpern -Beurteilungsfähigkeit über die Ursachen von Druckverteilung und Widerstandsentstehung -Umgang mit Messergebnissen aus Windkanaluntersuchungen -Übertragung von Erkenntnissen aus bekannten Strömungssituationen auf noch unbekannte (Modellbildung) -Strategien wie die Umströmungen vom Objekten untersucht und in der gewünschten Weise verändert bzw. optimiert werden können Kompetenzen: - Optimierung von Strassenfahrzeugen im Hinblick auf aerodynamischen Widerstand -Ausarbeitung von Untersuchungsstrategien um Ursachen von aerodynamischen Problemen an Fahrzeugen zu analysieren -Erkennen, Verstehen und Anwendung ingenieurwissenschaftlicher Methoden der Aerodynamik -Befähigung, Probleme zu formulieren und die sich daraus ergebenen Aufgaben in arbeitsteilig organisierten Teams zu übernehmen, selbständig zu bearbeiten, die Ergebnisse anderer aufzunehmen und die eigenen Ergebnisse zu kommunizieren Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Grundlagen der Umströmung stumpfer Körper, Strömungswiderstand, Widerstände von Automobilen und Schienenfahrzeugen, Seitenwindempfindlichkeit, Grenzschichteinfluss, Transition, Erzeugung von Abtrieb, Kräfte und Momente, Wirbelsysteme, Windkanalversuche, Messtechnik, Strömungskontrolle, Wirbelerregung, atmosphärische Grenzschicht, Eigenschaften des Windes, Ausbreitungsvorgänge, Schadstoffausbreitung.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Automobil-und Bauwerksumströmung

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und Übungen im wesentlichen als Frontalunterricht mit unterstützenden Experimenten und Videopräsentationen. Fachvorträge aus der Industrie. Praxisbezogene Rechenübungen und messtechnische Übungen vertiefen das in den Vorlesungen vermittelte Wissen. Aufgabenstellungen werden teilweise im Rahmen von Gruppen bearbeitet (z. B. Vortrag).

5. Voraussetzungen für die Teilnahme erforderlich: Grundlagen der Strömungslehre wünschenswert: Turbulente Strömungen

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

60

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 4 Stunden Präsenzzeit (davon 10 für Windkanalversuche): 60 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 Stunden Vortrag erarbeiten und präsentieren 30 Stunden Bearbeitung von Online-Aufgaben 20 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Prüfung 40 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Architektur, Bauingenieurwesen

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung (mündliche Prüfung 60%, Vortrag 20%, Protokoll 20%)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Terminabsprache für mündliche Prüfung

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://fd.tu-berlin.de/studium-und-lehre/

Literatur: Vorlesungsmitschrift W.-H. Hucho, "Aerodynamik des Automobils", W.-H. Hucho, "Aerodynamik der stumpfen Körper"

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

61

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Gasdynamik I Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

6 Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Gasdynamik I über: Kenntnisse: - von grundlegenden Begrifflichkeiten der Gasdynamik - beim Umgang mit Zustandsgrößen bei unterschiedlichen Strömungsrandbedingungen - über Ausströmvorgänge von Druckspeichern - über Verdichtungsstöße und Expansionen - über die Interaktion von Stößen und Expansionswellen - von Strömungszuständen in und hinter konvergenten Düsen bzw. Lavaldüsen - über die instationäre Wellenausbreitung nach der akustischen Theorie - über die instationäre Wellenausbreitung in Stoßwellenrohren - über unterschiedliche Versuchsanlagen zur Untersuchung von gasdynamischen Fragestellungen Fertigkeiten: - Berechnung von Ausströmvorgängen aus Druckspeichern hinsichtlich des Zustandsgrößenverlaufs, des Massenstromes und des sich ergebenden Impulses (Schub) bei unterschiedlichen Düsenkonturen - Berechnung der Zustandsgrößenänderung bei reibungsfreien bzw. adiabaten Rohrströmungen - Berechnung der Strömungsgrößenänderung über schräge und senkrechte Verdichtungsstöße - Berechnung der Strömungsgrößenänderung über die an konvexen Ecken auftretenden Expansionen - Berechnung der Änderungen von Strömungsgrößen bei komplexen Stoß-Stoß-, Stoß-Expansions- bzw. Expansions-Expansions-Interferenzen - Berechnung des Zustandsgrößenverlaufs in Lavaldüsen - Berechnung der Zustandsgrößen hinter nicht angepassten Lavaldüsen - Erstellung von Wellenplänen bei akustischer Wellenausbreitung als auch in Stoßwellenrohren Kompetenzen: - Auslegung von Druckspeicherkanälen - Auslegung von Profilen für Überschallströmungen - Bewertung der Eigenschaften von Lavaldüsen in Abhängigkeit ihres Einsatzbereichs - Programmierung und Ergebnisdarstellung mit der Software Scilab oder Matlab - Arbeiten in Kleingruppen Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40%
Systemkompetenz: Sozialkompetenz: 10%

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

62

2. Inhalte 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung LV-Art Gasdynamik I IV Vorlesung: - Thermodynamische Grundlagen der Gasdynamik - Stationäre, eindimensionale kompressible Strömungen - Kompressible Strömungen mit Reibung und Wärmeaustausch - Verdichtungsstöße - Isentrope Kompressions- und Expansionsströmungen - Quasi-Eindimensionale Strömungen - Instationäre Wellenausbreitung - Versuchsanlagen

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

Übung: - Grundlagen: Abgrenzung zur Aerodynamik, Definitionen von innerer Energie, Enthalpie und Entropie, Erhaltungssätze, Gasgleichung, Zustandsänderungen - Berechnungsmethoden: Herleitung und Anwendung der Gleichungen nach de Saint-Vernant & Wantzel (Ausflussformel), Flächen-Geschwindigkeits-Beziehung, Flächen-Machzahl-Beziehung, Durchfluss, Massenstrom - Berechnungsmethoden: Berechnung von reibungsfreien Rohrströmungen (Rayleigh-Strömungen) bzw. adiabaten Rohrströmungen (Fanno-Strömungen) - Stöße: An typischen Überschallkonfigurationen werden die Phänomene Stoß und Schrägstoß diskutiert, Anwendung von Herzkurven bei Stoßreflexionen, Stoßpolaren, Erörterung von Stoßdurchkreuzungen, Entwicklung der Rayleigh-Pitot-Gleichung und ihr Vergleich mit den Isentropenbeziehungen, Berechnung von Heckströmungen - Kompressions- und Expansionsströmungen: Entwicklung der Prandtl-Meyer-Eckenexpansion und Anwendung an typischen Überschallkonfigurationen, Berechnung und Diskussion von Druckverläufen an Überschallprofilen - Quasi-Eindimensionale Strömungen: Berechnung der Zustandsgrößen in und hinter angepassten bzw. nicht angepassten Lavaldüsen, Diskussion verschiedener Betriebszustände von Lavaldüsen unter Berücksichtigung des Massenstroms, Schubentwicklung von konvergenten bzw. konvergent-divergenten Düsen - instationäre Wellenausbreitung: Anwendung der akustischen Theorie, Berechnung zur Ausbreitung von Kompressions- und Expansionswellen, Berechnung der Betriebszustande von Stoßwellenrohren, Erstellung von Wellenplänen für geschlossene bzw. offene Stoßrohre Experiment: Am Trans-/Überschallkanal des Instituts für Luft- und Raumfahrt wird in Kleingruppen folgendes Experiment durchgeführt: Vermessung eines bikonvexen Profils im Überschall, Berechnung des Druckbeiwertes, Erörterung der Phänomene Stoß und Expansion mit Hilfe des Schlierenverfahrens

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen mit integrierten Übungen zum Einsatz.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre b) wünschenswert: Aerodynamik I + II, Lineare Algebra für Ingenieure, Analysis I, Analysis II, Differentialgleichungen für Ingenieure, Mechanik, Kinematik und Dynamik, Einführung in die Informationstechnik, Einführung in die klassische Physik für Ingenieure

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist insbesondere für den Studiengang Luft- und Raumfahrt sowie für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft geeignet. Es bildet die Grundlage für das weiterführende Modul Gasdynamik II sowie eine nicht obligatorische Grundlage für das Modul Aerothermodynamik I.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

63

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h; dies entspricht 6 LP (bei 1LP für 30 Arbeitsstunden), die sich wie folgt zusammensetzen: Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium (einschließlich Prüfung und Prüfungsvorbereitung): 120 h

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen müssen im Prüfungsamt angemeldet werden. Terminabsprache erfolgt mit dem zuständigen Mitarbeiter des Fachgebietes. Nähere Informationen zur Anmeldung und zu Prüfungsterminen sind im Internet unter http://www.aero.tu-berlin.de abrufbar.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein beim betreuenden Assistenten
ja nein

Literatur: Literaturliste im Skript

13. Sonstiges

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64

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Gasdynamik II Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

6 Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Gasdynamik II über: Kenntnisse: - von der Methode der Charakteristiken - über die numerische Simulation mit Hilfe einer kommerziellen Software - über Profilumströmungen im Überschall - über konische Strömungsphänomene - über transsonische Strömungsphänomene - über die Beurteilung von Überschallflugzeugen hinsichtlich ihrer wirtschaftlichen und gasdynamischen Anforderungen - über Hyperschallfluggeräte - über Hyperschallversuchsanlagen Fertigkeiten: - Auslegung von zweidimensionalen oder rotationssymmetrischen Lavaldüsen unter gegebene Randbedingungen mit Hilfe der Methode der Charakteristiken - Entwicklung numerischer Simulationen für Überschallströmungen - Berechnung des Druckbeiwertverlaufs anhand der Profilgeometrie in Überschallströmungen - Berechnung der Auftriebs- und Widerstandspolaren anhand der Profilgeometrie in Überschallströmungen - Unterscheidung der Stoßphänomene in zwei- bzw. dreidimensionalen Strömungen - Beurteilung verschiedener Überschallflugzeuge hinsichtlich ihres Geschwindigkeitseinsatzbereichs - Berechnung der Zustandsgrößen in hypersonischen Strömungen Kompetenzen: - Anwendung der Methode der Charakteristiken - Anwendung einer kommerziellen numerischen Simulationssoftware - Beurteilung von Profilgeometrien in Überschallströmungen - Beurteilung von Überschallflugzeugen - Arbeiten in Kleingruppen Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40%
Systemkompetenz: Sozialkompetenz: 10%

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2. Inhalte 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung LV-Art Gasdynamik II IV Vorlesung: - Charakteristiken-Verfahren (zwei-/dreidimensional) - Einführung in die numerische Strömungssimulation - Theorie kleiner Störungen / Theorie schlanker Profile - Konische Strömungen - Transsonische Strömungen - Auslegung von Überschallflugzeugen - Hyperschallströmungen - Hyperschallversuchsanlagen

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

Übung: - Charakteristiken-Verfahren: Herleitung der mathematischen Grundlagen und Diskussion zum Gültigkeitsbereich der Methode der Charakteristiken (MdC), Auslegung einer zweidimensionalen Lavaldüse kürzester Länge, Berechnung des Auf- und Widerstandsbeiwertes eines konturierten Körpers mit Hilfe der MdC, Berechnung der Stoß-Expansions-Interferenz mit Hilfe der MdC - Numerische Berechnung der mit Hilfe der MdC ausgelegten Lavaldüse - Diskussion der Störpotenzialgleichung und ihre mathematische Einteilung in Unter/Überschallströmungen, Herleitung der linearisierten Überschallpotenzialgleichung, Berechnung von Druck-, Auftriebs- und Widerstandsbeiwert an komplexen Geometrien im Überschall - Konische Strömungen: Diskussion der Unterschiede zwischen zwei- und dreidimensionalen Strömungen bezüglich der Stoßausbreitung - Überschallflugzeuge: Berechnung des Druckverlaufs an unterschiedlichen Profilformen, Unterscheidung zwischen Unter- und Überschallvorderkanten, Diskussion verschiedener Rumpfformen bei Überschallströmungen - Entwicklung und Diskussion der Hyperschallgleichungen aus den Stoßbeziehungen, Berechnung des Druckverlaufs um komplexe Körper bei Hyperschallanströmung, Entwicklung der Newton'schen Theorie und ihre Anwendung, Herleitung der erweiterten Newton'schen Theorie, Diskussion verschiedener Hyperschall-Flugzeuge Experiment: Am Trans-/Überschallkanal des Instituts für Luft- und Raumfahrt wird in Kleingruppen folgendes Experiment durchgeführt: Vermessung der Lavaldüse, die in vorangegangenen Übungen mit Hilfe der MdC ausgelegt wurde. Diskussion der Messergebnisse im Vergleich zur numerischen Simulation. Eine Schlierenoptik verdeutlicht die in der Vorlesung und Übung erläuterten Phänomene wie Stoßlage und Expansionswellen.

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen mit integrierten Übungen zum Einsatz.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre, Gasdynamik I b) wünschenswert: Aerodynamik I + II, Lineare Algebra für Ingenieure, Analysis I, Analysis II, Differentialgleichungen für Ingenieure, Mechanik, Kinematik und Dynamik, Thermodynamik I oder Aerothermodynamik I, Einführung in die Informationstechnik, Einführung in die klassische Physik für Ingenieure

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist insbesondere für den Studiengang Luft- und Raumfahrt sowie für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft geeignet. Es bildet eine nicht obligatorische Grundlage für das Modul Aerothermodynamik I.

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h; dies entspricht 6 LP (bei 1LP für 30 Arbeitsstunden), die sich wie folgt zusammensetzen: Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium (einschließlich Prüfung und Prüfungsvorbereitung): 120 h

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen müssen im Prüfungsamt angemeldet werden. Terminabsprache erfolgt mit dem zuständigen Mitarbeiter des Fachgebietes. Nähere Informationen zur Anmeldung und zu Prüfungsterminen sind im Internet unter http://www.aero.tu-berlin.de abrufbar.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein beim betreuenden Assistenten
ja nein

Literatur: Literaturliste im Skript

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Strömungsakustik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - beherrschen die Grundlagen der Akustik und Strömungsakustik, - sind mit der mathematischen Beschreibung von grundlegenden strömungsakustischen Phänomenen vertraut, - kennen die grundlegenden Effekte, welche bei der Schallausbreitung in Kanälen und im Freien auftreten, - sind in der Lage, die erlernten theoretischen Methoden auf einfache praktische Beispiele anzuwenden - und können Ergebnisse kritisch bewerten und daraus Schlüsse ziehen. Fachkompetenz: 75% Methodenkompetenz: 25%
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Die elementaren akustischen Kenntnisse werden ausgehend von der Strömungsmechanik vermittelt. Es werden Anknüpfungspunkte zu den in der Strömungslehre erarbeiteten Kenntnissen aufgezeigt. Themen: Linearisierung, Wellengleichung, ebene Wellen, eindimensionale Schallausbreitung, Wellenwiderstand, akustische Energie, Schallausbreitung in Kanälen mit Strömung, dreidimensionale Schallfelder, akustisches Potential, atmende Kugel, Schallquellen, inhomogene Wellengleichung.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strömungsakustik I

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Inhalte werden in einer integrierten Veranstaltung vermittelt, wobei Vorlesungs- und Übungsteile miteinander verknüpft sind. Es werden Übungsaufgaben in Kleingruppen selbständig bearbeitet. Die Lösungen werden in den Übungen sowohl von dem Lehrenden als auch von den Studierenden vorgestellt. Zur Veranschaulichung der theoretischen Inhalte werden Computer-Animationen und interaktive JAVAApplets auf der Internetseite zur Vorlesung bereit gestellt. Das multimediale Angebot wird in den Vorlesungsteilen vorgestellt und von den Studierenden zur Nacharbeitung der Vorlesung und der Bearbeitung der Übungsaufgaben genutzt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre b) wünschenswert: Schwingungslehre, Thermodynamik, Integraltransformationen und Partielle Differentialgleichungen

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenszeit: SA-I: 16 Wochen * 4 SWS = 64h Vor und Nachbereitung: SA-I 16 Wochen * 6h = 96h (inkl. Hausaufgaben) Vorbereitung der Prüfungsleistungen: Prüfung SA-I = 20h (mündliche Prüfung) Summe SA-I: 180 h d.h. 6 LP

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8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Ende des Moduls findet eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird. Voraussetzung für die Zulassung zur mündlichen Prüfung ist das Bestehen der Hausaufgaben und damit der Erhalt des Übungsscheins. Mindesanforderung ist das Erreichen von 50% der Gesamtpunktzahl aller Übungsaufgaben im Modul. Die Übungsscheine sind zur Selbstkontrolle der Studierenden benotet. Die Note des Übungsscheins geht nicht in die Benotung des Moduls ein.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist nicht begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Für die integrierten Veranstaltungen ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung ist im Prüfungsamt anzumelden. Hinweise dazu sind in den jeweiligen Prüfungsordnungen zu finden. Termine für die mündlichen Prüfungen sind mit dem Lehrenden abzusprechen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein In der Vorlesung. ja
nein http://vento.pi.tu-berlin.de

Literatur: Dowling und Ffowcs Williams: "Sound and Sources of Sound", Pierce: "Acoustics, an Introduction to its Physical Principles and Applications". Ehrenfried: "Strömungsakustik".

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Höhere Strömungslehre / Strömungslehre II Verantwortliche/-r des Moduls: Paschereit

6

Sekreteriat: HF-1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul "Höhere Strömungslehre" baut auf dem Modul "Grundlagen der Strömungslehre" auf und vertieft einige der dort nur einführend angesprochenen Aspekte. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer lernen dabei eine Reihe neuer physikalischer Begriffe zum Verständnis von Bewegungen in Flüssigkeiten und Gasen kennen und erhalten gleichzeitig eine mathematisch fundierte Grundlage zur Berechnung von Strömungen. Das Modul vertieft die physikalischen Zusammenhänge der Strömungsmechanik, so dass die Studierenden auf die Inhalte von weiterführenden Lehrveranstaltungen optimal vorbereitet werden (z. B. Automobil- und Bauwerksumströmungen, Aerodynamik, Gasdynamik, Windkraftanlagen, Turbulenz und Strömungskontrolle etc.). Kenntnisse: - Vertiefung einführend angesprochener Aspekte aus dem Modul -Grundlagen der Strömungslehre- Begriffe zum physikalischen Verständnis von Bewegungen in Flüssigkeiten und Gasen - mathematisch fundierte Grundlagen zur Berechnung von Strömungen Fertigkeiten: - Beurteilung der Wirkungsweise von Maschinen und Anlagen der Strömungs- und Verfahrenstechnik in weiterführenden Veranstaltungen sowie das Verständnis dort verwendeter Auslegungsverfahren Kompetenzen: - Befähigung, generelle strömungsmechanische Problemstellungen qualitativ und quantitativ zu beurteilen - Beurteilungsfähigkeit über Eignung verwendeter strömungstechnischer Ansätze und Modelle - Befähigung, aus allgemeinen technischen Problemstellungen strömungsmechanische Teilaufgaben zu identifizieren Fachkompetenz: 70% Methodenkompetenz: 10% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Potentialtheorie, Wirbelströmungen, Prandtlsche Grenzschichttheorie, Grundzüge turbulenter Strömungen, Strömung kompressibler Medien, Strömung inkompressibler Fluide, Umströmung von Körpern, Profilen und Tragflügeln, Polaren sowie ihre technische Anwendungen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Höhere Strömungslehre Übungen zu Höhere Strömungslehre

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul wird getrennt nach Vorlesung und Übung durchgeführt. In der Vorlesung stellt das Lehrpersonal die theoretischen Grundlagen vor, während in der Übung im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden die Themen aus der Vorlesung eingehender diskutiert und gleichzeitig Lösungsansätze für konkrete strömungsmechanische Probleme entwickelt werden. Es werden unterstützende Experimente und Simulationen gezeigt.

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6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen und andere

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre oder Äquivalent b) wünschenswert: Analysis III, Differentialgleichungen, Thermodynamik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 4 Stunden Präsenzzeit: 60 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 Stunden 5 Blätter mit Hausaufgaben x 12 Stunden Bearbeitungszeit 60 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Prüfung 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Teilnahme an einer mündlichen Prüfung. Alternativ: Das Modul "Grundlagen der Strömungslehre" kann zusammen mit dem Modul "Höheren Strömungslehre" gemeinsam mündlich geprüft werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem 1/2 Semester (2. Semesterhälfte) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung im Prüfungsamt erforderlich. Bei mündlicher Prüfung (siehe Punkt 8): Termin vereinbaren.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.fd.tu-berlin.de

Literatur: Schade / Kunz, Kameier / Paschereit: Strömungslehre, 3. Auflage, de Gruyter Verlag, 2007 Wille: Strömungslehre, Skript K. Wieghardt, "Theoretische Strömungslehre", Teubner Verlag. H. Schlichting und E. Truckenbrodt,"Aerodynamik des Flugzeuges", Band I, Springer Verlag.

13. Sonstiges Die Veranstaltungen dient als Grundlage für die Vorlesungen "Turbulenz und Strömungskontrolle", "Aerodynamik", "Gasturbinen und Thermoakustik", Automobil- und Bauwerksumströmungen","Mess- und Informationstechnik", "Strömungsmechnische Projekt".

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71

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I Verantwortliche/-r des Moduls: Nayeri / Paschereit

6 Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Kenntnisse: - Übersicht über gängige Strömungsmesstechniken - Funktionsweise der Messtechniken - Fehlerquellen der jeweiligen Messtechnik - Vor- und Nachteile der Messtechniken - Einsatzmöglichkeiten - Verarbeitung von Messdaten und die Steuerung von Messgeräten über aktuelle EDV-Systeme Fertigkeiten: -Befähigung zur Auswahl geeigneter Messmethoden für ein Strömungsproblem -Beurteilungsfähigkeit über die Qualität der erzielten Messergebnisse -Beherrschung von Strömungsmesstechniken Kompetenzen: -Befähigung Anforderungen an Messtechniken gegenüber anderen zu formulieren -Befähigung gewonne Messergebnisse zu dokumentieren, darzustellen und kritisch zu hinterfragen -Arbeitsteilige Anwendung von komplexen Messtechniken in Gruppen Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I: Einführung in die strömungsmechanische Messtechnik. Windkanäle, Sichtbarmachung von Strömungen, Druckmesstechnik, Kraftmessung, Durchflussmeßtechnik, Laser-Doppler-Anemometrie. An realen Projekten werden diese Messtechniken angewendet und strömungsmechanische Probleme bearbeitet. Einführung in die PC-basierte Datenerfassung und Auswertung mit Labview.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mess-und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I Mess-und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Sommer

UE

3

2

P

Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul wird getrennt nach Vorlesung und Übung durchgeführt. In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermittelt, die dann in den Messübungen an ausgewählten Beispielen ihre Anwendung finden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre b) wünschenswert: Höhere Strömungslehre

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der VL: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Übung: 30 Stunden 3 Protokolle x 20 Stunden Bearbeitungszeit: 60 Stunden Vorbereitung auf die mündliche/schriftliche Abschlussprüfung: 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximal 20

11. Anmeldeformalitäten Terminabsprache für mündliche Prüfung mit dem Dozenten.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://fd.tu-berlin.de/studium-und-lehre/

Literatur: Literatur: 1. Skript zur Vorlesung 2. Eckelmann (1997), "Einführung in die Strömungsmeßtechnik", Teubner Verlag

13. Sonstiges

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73

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik II Verantwortliche/-r des Moduls: Nayeri / Paschereit

6 Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Kenntnisse: - Übersicht über gängige Strömungsmesstechniken - Funktionsweise der Messtechniken - Fehlerquellen der jeweiligen Messtechnik - Vor- und Nachteile der Messtechniken - Einsatzmöglichkeiten - Verarbeitung von Messdaten und die Steuerung von Messgeräten über aktuelle EDV-Systeme Fertigkeiten: -Befähigung zur Auswahl geeigneter Messmethoden für ein Strömungsproblem -Beurteilungsfähigkeit über die Qualität der erzielten Messergebnisse -Beherrschung von Strömungsmesstechniken Kompetenzen: -Befähigung Anforderungen an Messtechniken gegenüber anderen zu formulieren unud zu rechtfertigen -Befähigung gewonne Messergebnisse zu dokumentieren, darzustellen und kritisch zu hinterfragen -Arbeitsteilige Anwendung von komplexen Messtechniken in Gruppen Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Elektromechanische Wandler, Hitzdrahtanemometrie, Particle-Image-Velocimetry, Turbulenzmessung, Durchflußmesstechnik. Laser Induced Fluorecence (LIF), Doppler Global Velocimetry (DGV). Andere optische Messverfahren. Fehlerquellen. An realen Projekten werden diese Messtechniken angewendet und strömungsmechanische Probleme bearbeitet. Vertiefung in die PC-basierte Datenerfassung und Auswertung mit Labview.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mess-und Informationstechnik in der Strömungsmechanik II Mess-und Informationstechnik in der Strömungsmechanik II

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

UE

3

2

P

Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul wird getrennt nach Vorlesung und Übung durchgeführt. In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermittelt, die dann in den Messübungen an ausgewählten Beispielen ihre Anwendung finden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Strömungslehre oder Äquivalent wünschenswert: Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen

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74

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen: Protokolle, Vorträge, mündl. Prüfung, Labview-Projekt 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der VL: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Übung: 30 Stunden 3 Protokolle x 20 Stunden Bearbeitungszeit: 60 Stunden Vorbereitung auf die mündliche/schriftliche Abschlussprüfung: 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximal 20

11. Anmeldeformalitäten Terminabsprache für mündliche Prüfung mit dem Dozenten.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://fd.tu-berlin.de/studium-und-lehre/

Literatur: 1. Skript zur Vorlesung 2. Eckelmann (1997), "Einführung in die Strömungsmeßtechnik", Teubner Verlag

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strömungslehre-Technik und Beispiele / Strömungslehre II Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. P.U. Thamsen

6 Sekreteriat: K2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul " Strömungslehre-Technik und Beipiele" baut auf dem Modul "Grundlagen der Strömungslehre" auf und vertieft die dort angesprochenen Aspekte vorwiegend anhand von Beispielen aus dem Maschinenbau. Das Modul soll die TeilnehmerInnen in die Lage versetzen, in weiterführenden Lehrveranstaltungen und auch in der Praxis die Wirkungsweisen von verschiedenen Strömungsphänomenen in Maschinen und Anlagen zu verstehen und zu beurteilen. Fachkompetenz: 70% Methodenkompetenz: 10% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Vorlesung: Vertiefungen und technische Anwendungen zur Hydrostatik, Kinematik, Stromfadentheorie, Impulssatz, Bewegung kompressibler Fluide, Navier-Stokes-Bewegungsgleichung, Potentialtheorie, Wirbelströmungen, Grenzschichtströmungen, Turbulente Strömungen, Durch- und Umströmung von Körpern. Übung: - Wiederholung signifikanter Themenblöcke der Vorlesung - Berechnungen ausgewählter Anwendungen technischer Beispiele - Übungsaufgaben - Prüfungsvorbereitung Tutorium: - Durchführung strömungstechnischer Experimente - Besprechung von Übungsaufgaben - Prüfungsvorbereitung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strömungslehre - Technik und Beispiele Strömungslehre - Technik und Beispiele

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Jedes Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und analytische Übungen als Frontalunterricht mit unterstützenden Experimenten und Videopräsentationen. Praxisbezogene Rechenübungen und Versuche vertiefen in der Übung und im Tutorium das in den Vorlesungen vermittelte Wissen. Aufgabenstellungen werden zusätzlich im Rahmen von Gruppenarbeit gelöst. Aufgaben mit Lösungen, Fragenkatalog, Online-Test und Altklausur stehen zudem auf Isis zur Verfügung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre b) wünschenswert: Analysis III, Differentialgleichungen, Thermodynamik I

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Maschinenbau, Verkehrswesen, Physikalische Ingenieurwissenschaft, ITM, Geotechnologie, Energie- und Verfahrenstechnik, Energie- und Prozesstechnik, Metalltechnik u.a.

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76

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 3 Stunden Präsenz : 7,5 Wochen x 6 h Präsenzzeit: 7,5 Wochen x 6 h Vor- und Nachbereitung Übungsaufgaben Selbststudium Vorbereitung auf die Abschlussklausur Summe:

45 Stunden 45 Stunden 45 Stunden 30 Stunden 30 Stunden 30 Stunden 180 Stunden = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Modulprüfung am Semsterende

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem halben Semester abgeschlossen werden. Es findet jede 2.Semesterhälfte statt.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Für die Teilnahme an der Abschlussklausur ist eine Anmeldung über QISPOS bzw. im Prüfungsamt erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: ja
nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Siekmann, Thamsen: Strömungslehre für den Maschinenbau - Technik und Beispiele. Springer, Berlin et.al., 2008. ISBN 978-354 073 9890 Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: https://www.isis.tu-berlin.de Literatur: Siekmann, Thamsen: Strömungslehre für den Maschinenbau - Technik und Beispiele. Springer, Berlin et.al., 2008. ISBN 978-354 073 9890 L. Prandtl, K. Oswatitsch, K Wieghardt: Führer durch die Strömungslehre, Vieweg, Braunschweig, 2002. ISBN-13: 978-3528482091 B. Eck: Technische Strömungslehre, Springer Verlag. ISBN-13: 978-3540534266 Aksel, Spurk: Strömungslehre: Einführung in die Theorie der Strömungen, Springer, Berlin, 2007. ISBN13: 978-3540384397

13. Sonstiges

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77

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Turbulenz und Strömungskontrolle I Verantwortliche/-r des Moduls: Paschereit

6 Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: - Grundlagen der turbulenten Strömungen - Elementare turbulente Strömungen - Auswirkung der Turbulenz auf die Eigenschaften von Strömungen - Ansätze zur Modellierung der Wirkung von Turbulenz (Schließungsansätze) - Quantifizierung von Turbulenz - Statistische Methoden zur Beschreibung der Turbulenz Fertigkeiten: - Turbulente Strömungen können mit statistischen Methoden beschrieben werden - Die Auswirkungen von Turbulenz auf eine strömungemechanische Fragegestellung können abgeschätzt werden - Kritische Hinterfragung von Turbulenzmodellen im Hinblick auf ihre Vorhersagegüte - Analyse von Ergebnissen aus Simulation oder Experiment Kompetenz: - Beurteilungsfähigkeit der Auswirkung von Turbulenz in praktischen Anwendungen - Fähigkeit zur Darstellung und Analyse von Ergebnissen aus Versuchen oder numerischen Simulation von turbulenten Strömungen - Fähigkeit zur Erkennung und Formulierung von Schlüsselfragestellungen in Anwendnungen mit turbulenten Strömung und deren Bearbeitung im Team

Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Phänomenologie, Entstehung der Turbulenz, grundlegende Beziehungen, phänomenologische Theorien und Turbulenzmodelle, statistische Theorie der Turbulenz, isotrope Turbulenz, ähnliche Lösungen, Transportgleichungen, Energiehaushalt, Eigenschaften turbulenter Strömungen, laminar-turbulenter Übergang, kompressible turbulente Strömungen Experimentelle Methoden: Erzeugung spezieller turbulenter Strömungsformen, Messtechnik

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Turbulenz und Strömungskontrolle I Turbulenz und Strömungskontrolle I

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul wird getrennt nach Vorlesung und Übung durchgeführt. In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermittelt, die dann in den Übungen und messtechnischen Versuchen an ausgewählten Beispielen ihre Anwendung finden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre oder Äquivalent b) wünschenswert: Höhere Strömungslehre oder Äquivalent (z. B. Aerodynamik, Automobil und Bauwerksumströmung)

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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78

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Vorlesung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung (inklusive Messübung): 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Übung: 30 Stunden 3 Hausaufgaben x 20 Stunden Bearbeitungszeit: 60 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Abschlussprüfung: 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Verkehrswesen, Maschinenbau, Energie- und Verfahrenstechnik, Technomathemtaik

8. Prüfung und Benotung des Moduls Note der mündlichen Prüfung (gemeinsame Prüfungen können vorkommen)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Keine Begrenzung.

11. Anmeldeformalitäten Terminabsprache für Prüfungstermin mit Dozent

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja ISIS


nein

Literatur: 1. Skript zur Vorlesung 2. Pope S. B. , "Turbulent Flows", Cambridge University Press 3. Hinze, Julius O. , "Turbulence", McGraw Hill 4. Schlichting, H., "Grenzschicht-Theorie", Verlag G. Braun

13. Sonstiges Arbeitsweise in Gruppen erforderlich

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SoSe 2012

79

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Turbulenz und Strömungskontrolle II Verantwortliche/-r des Moduls: Paschereit

6 Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: - Entstehung von Turbulenz, Transition, Instabilitätsmechanismen - Methoden zur Beeinflussung von Turbulenz - Eigenschaften spezieller turbulenter Strömungen Fertigkeiten: - Turbulente Strömungen können mit statistischen Methoden beschrieben werden - Die Auswirkungen von Turbulenz auf eine strömungemechanische Fragegestellung können abgeschätzt werden - Kritische Hinterfragung von Turbulenzmodellen im Hinblick auf ihre Vorhersagegüte - Analyse von Ergebnissen aus Simulation oder Experiment Kompetenz: - Beurteilungsfähigkeit der Auswirkung von Turbulenz in praktischen Anwendungen - Fähigkeit zur Darstellung und Analyse von Ergebnissen aus Versuchen oder numerischen Simulation von turbulenten Strömungen - Fähigkeit zur Erkennung und Formulierung von Schlüsselfragestellungen in Anwendnungen mit turbulenten Strömung und deren Bearbeitung im Team

Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Freie Scherströmungen, Grenzschichten, Klassifizierung und Eigenschaften von abgelösten Strömungen, anisotrope Turbulenz, Strömungen mit Reaktion, ähnliche Lösungen, Kennzahlen, Methoden der Kontrolle turbulenter Strömungen (Mischung, Instabilitäten, Lärm, Ablösung) Experimentelle Methoden: Erzeugung spezieller turbulenter Strömungsformen, Messtechnik.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Turbulenz und Strömungskontrolle II Turbulenz und Strömungskontrolle II

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul wird getrennt nach Vorlesung und Übung durchgeführt. In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermittelt, die dann in den Übungen und messtechnischen Versuchen an ausgewählten Beispielen ihre Anwendung finden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre, Turbulenz und Strömungskontrolle I oder Äquivalent b) wünschenswert: Höhere Strömungslehre oder Äquivalent (z. B. Aerodynamik, Automobil und Bauwerksumströmung)

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik

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SoSe 2012

80

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Note der mündlichen Prüfung (gemeinsame Prüfungen können vorkommen) 15 Wochen x 2 Stunden Präsenzin der Vorlesung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Übung: 30 Stunden Vortrag und Messübung mit Protokoll: 60 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Abschlussprüfung: 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Keine Begrenzung.

11. Anmeldeformalitäten Terminabsprache für Prüfungstermin mit Dozent

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja ISIS


nein

Literatur: 1. Skript zur Vorlesung 2. Hinze, Julius O. , "Turbulence", McGraw Hill 3. Schlichting, H., "Grenzschicht-Theorie", Verlag G. Braun

13. Sonstiges Arbeitsweise in Gruppen erforderlich

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Aerothermodynamik II

9

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Aerothermodynamik II über Kenntnisse in:
- Funktionsweise moderner Messprogramme und Messsoftware (experimentelle Projekte)
- Funktionsweise moderner numerischer Softwarepakete (numerische Projekte)

Fertigkeiten:
- Erstellen von Ergebnisprotokollen und Präsentation von Ergebnissen
- Umgang mit moderner Messsoftware und numerischer Software
- Umgang mit anderen Studenten bei der gemeinsamen Bearbeitung der Projekte
- verantwortungsvoller Umgang mit Versuchsanlagen, Sensorik und Messequipment

Kompetenzen:
- selbständiges Erarbeiten (in Kleingruppen) von geeigneten Methoden und Lösungen zu aerothermodynamischen Problemstellungen
- Einhaltung eines eng definierten Zeitrahmens zur Bearbeitung des Projektes
- Vertiefung des Verständnisses der in Aerothermodynamik I vermittelten physikalischen Grundlagen Fachkompetenz: 45% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte In dieser LV werden kleinere numerische und experimentelle Projekte zu aerothermodynamischen Problemstellungen aus aktuellen Forschungsthermen in Gruppen selbständig bearbeitet und durchgeführt. Die Betreuung der Projekte erfolgt durch fachkompetente Forschungsassistenten. Ergänzend hierzu werden Lehrvorträge zu ausgewählten Thermengebieten angeboten. Zum Abschluss jedes Projektes gehören zwei Gruppenvorträge und ein schriftlicher Abschlussbericht.
In vergangenen Semestern erfolgreich durchgeführte Projekte hatten u.a. folgende Thermenschwerpunkte:
Numerische Projekte:
- Durchströmung einer Lavaldüse und Bestimmung von Rayleigh- und Fanno-Linien
Ablösebeeinflussung durch Heizen/Kühlen an einem Tragflügel
- Umströmung eines gekühlten Zylinders und Bestimmung der Nusselt-Zahl Verteilung

Experimentelle Projekte:
Visualisierung von Wandschubspannungsfeldern mit Hilfe der Infrarot-Thermografie
- Auslegung und Erprobung von auf der Analogie zwischen Wärme und Impulstransport basierenden Sensoren
Untersuchungen zur instationären Prallkühlung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Aerothermodynamik II

LV-Art IV

LP 9

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul Aerothermodynamik II ist ausschließlich ein Projektfach.

Aufgabe:
- kleine Projekte werden von Studentengruppen selbständig bearbeitet
- es werden sowohl numerisch als auch experimentelle Projekte angeboten

Der Abschluss jedes Projektes erfolgt durch einen schriftlichen Bericht und eine Abschlusspräsentation.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorische Voraussetzungen:
- Grundlagen der Strömungslehre
- Übungsschein Aerothermodynamik I

wünschenswerte Voraussetzungen:
- Lineare Algebra für Ingenieure
- Analysis I
Analysis II
- Differentialgleichungen für Ingenieure
Einführung in die Informationstechnik
- Einführung in die klassische Physik für Ingenieure
Aerodynamik I + II
- Numerik I

6. Verwendbarkeit geeigneter Studiengang:
- Master Luft- und Raumfahrt
- Master Physikalische Ingenieurwissenschaften

geeignete Studienschwerpunkte:
- Luftfahrttechnik

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsaquivalente Studienleistungen:
- Zwischenpräsentation
Abschlusspräsentation
- Abgabe eines Projektberichtes

Jede der Teilleistungen muss bestanden werden! Präsenzstudium:
Experimentelles oder numerisches Arbeiten: 15x4 Stunden = 60 Stunden

Eigenstudium:
Projektarbeit: 60 Stunden = 180 Stunden

Prüfungsvorbereitung: 3x10 Stunden = 30 Stunden

Summe: 270 Stunden
Leistungspunkte: 9 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.


10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist, bedingt durch die Projekte, auf 30 Studenten begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung:
- in der ersten Vorlesung

Anmeldung zur Prüfung:
Prüfung muss ensprechend der gültigen Prüfungsordnung angemeldet werden.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein beim betreuenden Assistenten
ja nein

Literatur: Literaturliste im Skript

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Ergänzungen zur Strömungsakustik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - sind mit verschiedenen Methoden zur Berechnung der Schallabstrahlung in aerodynamischen Anwendungen vertraut, - können deren Herleitung nachvollziehen und kennen die notwendigen einschränkenden Annahmen dabei, - sind in der Lage die erlernten Methoden auch auf einfache praktische Beispiele anzuwenden, - werden befähigt die vermittelten Methoden zur Berechnung der Schallabstrahlung zu bewerten - und sind durch das fundierte Grundlagenwissen auch in der Lage für neuartige Anwendung besonders geeignete Methoden auszuwählen. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 25%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Das Modul baut auf die in Strömungsakustik I erworbenen Grundkentnisse auf und ist als weiterführende zu verstehen. Approximative Lösungen im Fernfeld, Schallerzeugung durch Strömungen, Lighthill-Gleichung, Wirbelschall, Kirchhoff-Integral, bewegte Quellen, Gleichung von Ffowcs Williams und Hawkings, Rotor- und Propellergeräusche

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strömungsakustik II

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Inhalte werden in einer integrierten Veranstaltung vermittelt, wobei Vorlesungs- und Übungsteile miteinander verknüpft sind. Es werden Übungsaufgaben in Kleingruppen selbständig bearbeitet. Die Lösungen werden in den Übungen sowohl von dem Lehrenden als auch von den Studierenden vorgestellt. Zur Veranschaulichung der theoretischen Inhalte werden Computer-Animationen und interaktive JAVA-Applets auf der Internetseite zur Vorlesung bereit gestellt. Das multimediale Angebot wird in den Vorlesungsteilen vorgestellt und von den Studierenden zur Nacharbeitung der Vorlesung und der Bearbeitung der Übungsaufgaben genutzt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungsakustik oder gleichwertige Veranstaltung b) wünschenswert: Schwingungslehre, Thermodynamik

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenszeit: SA-II 15 Wochen * 4 SWS = 60h Vor und Nachbereitung: SA-II 15 Wochen * 6h = 90h (inkl. Hausaufgaben) Vorbereitung der Prüfungsleistungen: Prüfung SA-II = 30h (mündliche Prüfung) Summe: SA-II: 180h d.h. 6 LP

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9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Ende des Moduls findet eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird. Voraussetzung für die Zulassung zur mündlichen Prüfung ist das Bestehen der Hausaufgaben und damit der Erhalt des Übungsscheins. Mindesanforderung ist das Erreichen von 50% der Gesamtpunktzahl aller Übungsaufgaben im Modul. Die Übungsscheine sind zur Selbstkontrolle der Studierenden benotet. Die Note des Übungsscheins geht nicht in die Benotung des Moduls ein.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist nicht begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Für die integrierten Veranstaltungen ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung ist im Prüfungsamt anzumelden. Hinweise dazu sind in den jeweiligen Prüfungsordnungen zu finden. Termine für die mündlichen Prüfungen sind mit dem Lehrenden abzusprechen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein In der Vorlesung. ja
nein http://vento.pi.tu-berlin.de

Literatur: Dowling und Ffowcs Williams: "Sound and Sources of Sound", Pierce: "Acoustics, an Introduction to its Physical Principles and Applications". Ehrenfried: "Strömungsakustik".

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Experimentelle Methoden der Aerodynamik I (Projektaerodynamik I) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

6

Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Experimentelle Methoden der Aerodynamik I über: Kenntnisse: - Übersicht über experimentelle Methoden zur Untersuchung strömungsmechanischer Problemstellungen - Prinzip, Arbeitsweise und Einsatzbereiche verschiedenster Sensoren für die Messung von Zustandsgrößen (Druck, Temperatur), Bewegungsgrößen (Geschwindigkeit) und Wandkräften - Anwendungsbereiche für zeitaufgelöste, zeitgemittelte, punktuelle und ebene Messverfahren - Physikalische Hintergründe und verwendete Analogien sowie notwendige Zusammenhänge für eine Sensorkalibration - Klassische und moderne Verfahren der berührungslosen Messung mit laser-optischen Methoden - Methoden zur Strömungssichtbarmachung - Funktion und Einsatzbereiche von Versuchsanlagen (Strömungskanäle) Fertigkeiten: - Durchführung einfacher Sensorkalibrationen unter Zuhilfenahme geeigneter Referenzmessverfahren - Anfertigung von detaillierten Versuchsprotokollen mit Berücksichtigung wichtiger Randbedingungen - selbständiges Bestimmen verschiedener Messparameter - Anwendung moderner Tools zur Auswertung von Messdaten - Bedienung von und Umgang mit Strömungskanälen, Messstrecken und Versuchsmodellen Kompetenzen: - Selbständiges Durchführen von Messungen an instrumentierten Versuchsanlagen und Versuchsmodellen - Durchführung und Auswertung von Basis-Kalibrationen - Auswertung und Interpretation von Versuchsergebnissen Fachkompetenz: 35% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 20%

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2. Inhalte 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung LV-Art LP SWS P/W/WP Semester Experimentelle Methoden der Aerodynamik I IV 6 4 P Winter (Projektaerodynamik I) Vorlesung: - einfache Analyse transienter Messgrößen mit Hilfe der Signalanalyse - Druck- und Druckschwankungsmessungen mit Einzelsensoren, Sensorarrays und bildgebenden Verfahren - klassische Geschwindigkeitsmessverfahren (Pneumatische Sonden, Hitzdraht) und moderne laseroptischen Methoden (LDA, PIV, DGV u.a.) - direkte und indirekte Verfahren zur Bestimmung von Wandschubspannungen - thermoelektrische Methoden zur Messung von Temperaturen - Erfassung von Oberflächentemperaturen mit Infrarot- und Flüssigkristallverfahren - spezielle Problemstellungen bei der Messung in Grenzschichten - Methoden zur Sichtbarmachung von Wandkräften und Strömungsfeldern - Einführung in klassische und moderne Wind- und Strömungskanalkonzepte Übung: - Bestimmung statistischer Hilfsgrößen bei der Messung transienter Strömungs-signale (Mittelwerte, RMSWerte, Fourier-Analyse u.a.) - Detektion der Transitionslage von laminarer zu turbulenter Grenzschicht an einem Tragflügelmodell mit Hilfe der Signalanalyse - Kalibration von Drucksensoren und Messung von Druckverteilungen an bodengebundenen stumpfen Körpern - Kalibration eines Hitzdrahtes und Bestimmung der Impulsverlustdicke einer abgelösten freien Scherschicht mit dem Hitzdraht - Nachlaufmessung hinter einem Tragflügelmodell mit ebenen, laseroptischen Messverfahren (PIV) zur Bestimmung des Gesamtwiderstandes - Kalibration eines Oberflächenzauns und Bestimmung der Reibungsbeiswerte mit verschiedenen Methoden in einer turbulenten Rohrströmung

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es werden Vorlesungen und Übungen im wöchentlichen Turnus durchgeführt. Vorlesung: -Vermittlung der theoretischen Grundlagen Übung: - praktischer Einsatz der in der Vorlesung vermittelten Messtechniken

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: - Aerodynamik I b) wünschenswert: - Lineare Algebra für Ingenieure - Mechanik - Grundlagen der Elektrotechnik Einführung in die Informationstechnik - Einführung in die klassische Physik für Ingenieure, -Einführung in die moderne Physik für Ingenieure -Aerothermodynamik I

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6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium: Vorlesung: 15x2 Stunden = 30 Stunden Übung: 15x2 Stunden = 30 Stunden Eigenstudium: Hausaufgaben: 5x10 Stunden = 50 Stunden Prüfungsvorbereitung: 2x10 Stunden = 20 Stunden Nach- und Vorbereitung: 15x3,4 Stunden = 50 Stunden Summe: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 LP (1 LP entspricht 30 Stunden) Dieses Modul ist insbesondere geeignet für den Studiengang: -Luft- und Raumfahrt sowie -als Wahlmodul für den Studiengang Physikalische Ingenieurswissenschaft. Geeignete Studienschwerpunkte: - Aerodynamik in der Luft- und Raumfahrt Es bildet die Grundlage für das weiterführende Modul. - Experimentelle Methoden der Aerodynamik II (Projektaerodynamik II)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist, bedingt durch die Projekte im zweiten Teil der LV, auf 30 Studenten begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung: -Teilnehmerliste in der ersten Veranstaltung Anmeldung zur Prüfung: Mündliche Prüfungen müssen im Prüfungsamt angemeldet werden. Terminabsprache erfolgt mit dem zuständigen Mitarbeiter des Fachgebietes. Nähere Informationen zur Anmeldung und zu Prüfungsterminen sind im Internet unter http://www.aero.tu-berlin.de abrufbar.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: W. Nitsche, A. Brunn : Strömungsmesstechnik, Springer-Verlag, 2006

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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88

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Fluidsystemdynamik- Betriebsverhalten Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. P.U. Thamsen

6 Sekreteriat: K2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sind nach dem erfolgreichen Besuch dieser Lehrveranstaltung in der Lage, das Zusammenwirken von Maschine und Anlage zu untersuchen, einzuschätzen und Lösungen zielgerecht umzusetzen. Hierbei wird ein besonderes Augenmerk auf die Anforderungen des Marktes bzw. des Kundennutzens gelegt. Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: - Betriebsverhalten von Strömungsmaschinen und Anlagen - Sekundärströmungen in Strömungsmaschinen - Stoßverluste am Eintritt von Schaufelgittern - Kennlinien von Strömungsmaschinen - Teillastverhalten - Betriebspunkte - Pumpschwingungen - Rotating Stall - Betrieb von Pumpen - Kavitation und NPSH - Kennlinienbeeinflussung Fertigkeiten: - ingenieurwissenschaftliches Vorgehen bei Strömungsmaschinen und Anlagen - methodisches Vorgehen bei ingenieurtechnischen Problemstellungen - Auslegung von strömungstechnischen Anlagen Kompetenzen: - prinzipielle Befähigung zur Auswahl, Beurteilung und Auslegung strömungstechnischer Komponenten - Übertragungsfähigkeit der Auslegungsmethodik auf andere technische Problemstellungen Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Vorlesung: Betriebsverhalten von Strömungsmaschinen, Kennlinien, Regelungsarten, An- und Abfahrvorgang, Druckstoß, Parallel- und Reihenschaltung und Netzbetrieb, besondere Anforderungen bei Förderung von gashaltigen, zähen und feststoffhaltigen Flüssigkeiten, Anpassung von Kreiselpumpen, Kavitation und NPSH, Pumpschwingungen, Teillastverhalten. Übung: - Wiederholung signifikanter Themenblöcke - Berechnung ausgewählter Anwendungen - Durchführung von Experimenten/Messungen - Vorbereitung auf Prüfung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Fluidsystemdynamik-Betriebsverhalten Fluidsystemdynamik-Betriebsverhalten

LV-Art VL UE

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 3 3

SWS 2 2

SoSe 2012

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

89

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch:Strömungslehre - Grundlagen, Strömungslehre - Anwendung in Maschinenbau b) wünschenswert: Fluidsystemdynamik - Einführung, Analysis III, Differentialgleichungen, Thermodynamik I Die Vorlesung als Frontalunterricht vermittelt die theoretischen Grundlagen und geht auf zahlreiche Beispiele aus der Praxis ein. In den begleitenden analytischen Übungen wird der Lehrinhalt durch praxisbezogene Rechenübungen und praktische Übungen in der Versuchshalle vertieft, hierzu werden u. a. auch Messungen an den verfügbaren Versuchsständen durchgeführt. Aufgabenstellungen werden teilweise im Rahmen von Gruppenarbeit gelöst. Ergänzend finden Exkursionen zu einem Hersteller oder Anwender von hydraulischen Strömungsmaschinen statt. Inhalte der Lehrveranstaltung können als Projekt zusätzlich vertieft werden.

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik, Physikalische Ingenieurwissenschaften, ITM, u.a.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Je Vorlesungseinheit: 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Vorlesung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in den Übungen: 30 Stunden Vorbereitung auf die Prüfung: 1,5 Wochen = 60 Stunden Summe: Fluidsystemdynamik I+II = 2 x 180 Stunden = 12 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Prüfung nach Fluidsystemdynamik - Betriebsverhalten (6LP) oder zusammen mit Fluidsystemdynamik - Einführung (6LP) als (12 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Für die Teilnahme an der schriftlichen Prüfung ist die vorherige Anmeldung über QISPOS bzw. im Prüfungsamt erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein https://www.isis.tu-berlin.de

Literatur: Johann F. Gülich: Kreiselpumpen. Springer, Berlin et.al., 2010. ISBN 978-364 205 4785 Carl Pfleiderer: Strömungsmaschinen. Springer, Berlin et.al., 2004. ISBN 978-354 022 1739 Siekmann, Thamsen: Strömungslehre Grundlagen. Springer, Berlin et.al., 2007. ISBN 978-354 073 7261 Siekmann, Thamsen: Strömungslehre für den Maschinenbau - Technik und Beispiele. Springer, Berlin et.al., 2008. ISBN 978-354 073 9890 Bohl, Elmendorf: Strömungsmaschinen 1. Vogel, Würzburg, 2008. ISBN 978-3-8343-3130-4 Willi Bohl: Stömungsmaschinen 2. Vogel, Würzburg, 2005. ISBN 978-3-8343-3028-4

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

90

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Gasturbinen und Thermoakustik Verantwortliche/-r des Moduls: Paschereit

6 Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse: - Design und Technologie moderner stationärer Gasturbinen - Rotierende Komponenten (Kompressor und Turbine) - Thermodynamische Grundlagen von Gasturbinenzyklen - Brennkammerauslegung für stationäre Gasturbinen / Grundlagen des Verbrennungsprozesses - Thermoakustische Beurteilung von Gasturbinenbrennern Fertigkeiten: - Auslegung und Berechnung thermodynamischer Zyklen - Übertragung der vermittelten Methoden und Techniken auf andere Gasturbinentypen - Anwendung mathematischer Methoden auf strömungstechnische Phänomene in Gasturbinen - Verständnis der Grundlagen der Thermoakustik und Anwendung auf reale Konfigurationen - Modellierung thermoakustischer Systeme und Beurteilung ihrer Stabilität - Dämpfung & Kontrolle von Brennkammerschwingungen Kompetenzen: - Befähigung zur Beurteilung und Auslegung verschiedener Gasturbinentypen für die stationäre Energieerzeugung - Beurteilung der Effizienz der einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel im Gesamtsystem stationärer Gasturbinen - Beurteilung von thermoakustischen Sytemen - Befähigung zur Analyse und Kontrolle von thermoakustischen Instabilitäten Fachkompetenz: 70% Methodenkompetenz: 10% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

13. Sonstiges

2. Inhalte Grundlagen der Gasturbine (Schwerpunkt: stationäre Gasturbinen): Thermodynamische Zyklen Grundlagen der Verbrennung: vorgemischte und nicht vorgemischte Flammen, Flammengeschwindigkeiten, Kennzahlen, Schadstoffbildung, Reaktionskinetik Brenner und Brennkammer: Treibstoffeinspritzung, Brenneraerodynamik, Flammenstabilisierung (Nachlauf, aerodynamische Stabilisierung, drallstabilisierte Verbrennung), Mischung, Wärmeübertragung in der Brennkammer Verdichter und Turbine, Kühlung, Secondary Air Flow System Grundlagen der Thermoakustik: Grundlagen der reagierenden Strömungen, akustischen Wellen, Entropiewellen Entstehung von Instabilitäten, Rayleigh Kriterium Beschreibung verschiedener thermoakustischer Systeme, Anwendung auf Brennkammern, Boiler und Haushaltsbrenner, Simulation von Brennkammerinstabilitäten Bestimmung von Flammentransferfunktionen, Stabilitätsanalyse Grundlagen der Kontrolle instabiler Verbrennungsvorgänge: Ziele der Kontrolle instationärer Verbrennung (Emissionen, Wirkungsgrad, Löschgrenzenerweiterung, Pulsationen), aktive und passive Kontrollmethoden, akustische Dämpfungsmethoden (Breitband und einzelne Frequenzen), Sensoren und Aktuatoren, Kontrollstrategien

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

91

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und analytische Übungen im Wesentlichen als Frontalunterricht mit unterstützenden Experimenten und Videopräsentationen. Praxisbezogene Rechenübungen vertiefen das vermittelte Wissen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Gasturbinen und Thermoakustik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre oder Äquivalent b) wünschenswert: Turbulente Strömungen

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 x 4 Stunden Präsenzzeit: 60 Stunden 15 x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 Stunden Hausaufgaben: Bearbeitungszeit 50 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Prüfung 40 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Termin für mündl. Prüfung mit Dozenten vereinbaren

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://fd.tu-berlin.de

Literatur: Vorlesungsmitschrift Lefebvre, A. H., Gas Turbine Combustion, Taylor & Francis, 1998 Putnam, A.A., Combustion-Driven Oscillations in Industry, Elsevier, New York, 1971

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

92

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Thermo- und Turbomaschinenakustik Verantwortliche/-r des Moduls: Enghardt

Sekreteriat: HF1

6 E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse: - Grundlagen der Brennkammerakustik für Verbrennungssysteme - Schallentstehungsmechnismen in Turbomaschinen im allgemeinen und Brennkammern im speziellen - Akustische Messmethoden in Strömungskanälen - Numerische und modelbasierte Vorhersage von thermoakustische Prozessen - nicht-akustische Messmethoden zur Untersuchung von Verbrennungsschallphänomenen Fertigkeiten: - Grundlagenverständnis von thermoakustischen Systemen - Modellierung & Simulation thermoakustischer System - Dämpfung & Kontrolle von BrennkammerschwingungenKompetenzen: - Verfassen eines wissenschaftlichen Berichts über ein vorlesungsbezogenes aktuelles Forschungsgebiet - Wissenschaftliche Themen in Gruppen bearbeiten Fachkompetenz: 70% Methodenkompetenz: 10% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Akustische Messmethoden in Strömungskanälen. Quellmechanismen und Ausbreitung: - Akustische Moden in Hohlräumen, - Einfluss der Geschwindigkeitsprofile, - Akustische Dämpfung von Linern (kalt). Methoden: - Modenanalyse & Auswerteroutinen, - Akustische Holographie, - Mikrofonsonden, - Akustische Datenerfassung, - Teststandsaufbau und Teststandssteuerung - Brennkammerschall: Direkter und indirekter Verbrennungslärm; - Entropie- und Wirbelschall; - Akustischer Wirkungsgrad in Verbrennungssystemen; - Spektrale Vorhersagemodelle für turbulenten Verbrennungsschall; - Möglichkeiten der numerischen Simulation von Verbrennungsschall; - Konzepte zur akustischen Dämpfung in Brennkammern; - nicht-akustische Messtechniken für Untersuchungen von Verbrennungsschallphänomenen. Die theoretischen Grundlagen werden durch aktuelle Forschungsarbeiten des DLR-Brennkammerlabors illustriert.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der Thermo- und Maschinenakustik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und analytische Übungen überwiegend als Frontalunterricht mit unterstützenden Experimenten und Vorführungen. Praxisbezogene Übungen vertiefen das in den Vorlesungen vermittelte Wissen. Aufgabenstellungen werden teilweise im Rahmen von Gruppenarbeit gelöst. Die theoretischen Grundlagen werden durch aktuelle Forschungsarbeiten des DLR-Brennkammerlabors illustriert.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

93

6. Verwendbarkeit Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik, Umwelttechnik

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre b) wünschenswert: Turbulente Strömungen, Strömungsakustik, Gasturbinen-Grundlagen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 4 Stunden Präsenz im der Vorlesung: 60 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 Stunden Hausaufgaben: Bearbeitungszeit 50 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Prüfung 40 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Teilnahme an diesem Modul erfolgen in der ersten Veranstaltung. Die Anmeldung zur mündlichen Prüfung erfolgt im Prüfungsamt.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja


nein

Literatur:

13. Sonstiges Weiterer Dozent: Dr.-Ing. F. Bake

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

94

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Methoden der Strömungsbeeinflussung bei Segelyachten Verantwortliche/-r des Moduls: Paschereit

6

Sekreteriat: HF1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, das Zusammenwirken von Wind, Segel, Strom und Welle sowie den Einfluss auf die Leistungsfähigkeit moderner schneller Segelyachten zu verstehen und analytisch darzustellen. Diese Fähigkeiten ermöglichen den Studierenden, Methoden der Strömungsbeeinflussung zur Steigerung der Geschwindigkeit effizient einzusetzen. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Das Modul vermittelt die Anwendung der Strömungsmechanik auf Hochleistungssegelyachten. In den Grundlagen werden der zweidimensionale und der dreidimensionale Tragflügel sowie die verschiedenen Strömungswiderstände diskutiert und in praktischen Beispielen vertieft. Die Rumpfumströmung und das Zusammenspiel von Kiel / Schwert und Ruder werden erläutert. Über die Betrachtung der Kräfte wird das Zusammenwirken von Wind, Strom und Welle auf die Leistungsfähigkeit der Yacht analysiert. Die Anwendung moderner Methoden der Strömungsbeeinflussung zur Widerstandsminderung wird an praktischen Beispielen besprochen. Die Studierenden bearbeiten parallel zur Vorlesung ein Projekt, mit dem sie die Lehrinhalte vertiefen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Methoden der Strömungsbeeinflussung bei Segelyachten Methoden der Strömungsbeeinflussung bei Segelyachten

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

UE

3

2

P

Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und analytische Übungen im Wesentlichen als Frontalunterricht mit unterstützenden Experimenten und Videopräsentationen. Praxisbezogene Projekte vertiefen das in den Vorlesungen vermittelte Wissen. Aufgabenstellungen werden teilweise im Rahmen von Gruppenarbeit gelöst.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre b) wünschenswert: Turbulente Strömungen

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 4 Stunden Präsenzzeit: 60 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden Projektbearbeitung und Präsentation: 60 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Prüfung 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls 2 Semester

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95

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Terminabsprache für mündl. Prüfung

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.fd.tu-berlin.de

Literatur:

13. Sonstiges

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96

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Niederdimensionale Modellierung und Kontrolle turbulenter Strömungen I Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Bernd R. Noack, Dr. Michael Schlegel

6

Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected], [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist des Moduls ist die Erarbeitung der Grundlagen der Strömungsbeeinflussung auf der Basis niederdimensionaler Modelle und regelungstechnischer Verfahren. Bei diesem modernen Gebiet der Theoretischen Strömungsmechanik wird den besonderen Interessen des Sonderforschungsbereichs (SFB 557) "Beeinflussung komplexer turbulenter Scherströmungen" an der TU Berlin Rechnung getragen. Die grundlegenden Methoden der Konstruktion von niederdimensionalen Modellen und darauf basierenden Reglerauslegungen werden aus Sicht der Strömungsmechanik vermittelt. Die Studierenden sollen in der Lage sein, die erlernten theoretischen Methoden auf einfache praktische Beispiele anzuwenden. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Überblick über die Praxis der Strömungsbeeinflussung, Grobstrukturen, Aktuatorik, Sensorik, Black-BoxModelle und darauf aufbauende Reglerauslegung, Mean-Field Modelle, Galerkin-Methode, Wirbelmethode, Reduced-Order-Darstellungen aus experimentellen Daten, Reduced-OrderDarstellungen abgeleitet aus den Grundgleichungen, Reduced-Order-Modelle aus Daten und aus den Grungleichungen, Beobachter- und Reglerauslegung auf der Basis von niederdimensionalen Modellen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Niederdimensionale Modellierung und Kontrolle turbulenter Strömungen I

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Inhalte werden in einer integrierten Veranstaltung vermittelt, wobei Vorlesungs- und Übungsteile miteinander verknüpft sind. Es werden Übungsaufgaben von den Studierenden selbständig bearbeitet. Die Lösungen werden in den Übungen von den Studierenden vorgestellt. Zur Veranschaulichung der theoretischen Inhalte werden Computer-Programme per email bereit gestellt. Das Angebot wird in den Vorlesungsteilen vorgestellt und von den Studierenden zur Nacharbeitung der Vorlesung und der Bearbeitung der Übungsaufgaben genutzt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre b) wünschenswert: Mathematische Methoden

6. Verwendbarkeit Geeignete Studiengänge: Physikalische Ingenieurwissenschaft Informationstechnik im Maschinenwesen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: 15 Wochen * 4 SWS = 60h Vor und Nachbereitung: 15 Wochen *8h = 120h (inkl. Hausaufgaben und Prüfungsvorbereitung) Summe: 180h d.h. 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Ende jedes Semesters findet nach Terminabsprache mit den Studierenden eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird. Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist nicht begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Für die integrierten Veranstaltungen ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung ist im Prüfungsamt anzumelden. Hinweise dazu sind in den jeweiligen Prüfungsordnungen zu finden. Termine für die mündlichen Prüfungen sind mit dem Lehrenden abzusprechen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Aktuelles Skript wird ausgehändigt
ja nein

Literatur: Holmes, Lumley & Berkooz: "Turbulence, Coherent Structures, Dynamical Systems and Symmetries"

13. Sonstiges

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98

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Niederdimensionale Modellierung und Kontrolle turbulenter Strömungen II Verantwortliche/-r des Moduls: Dr. Bernd R. Noack

6

Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist des Moduls ist die Erarbeitung der Grundlagen der Strömungsbeeinflussung auf der Basis niederdimensionaler Modelle und regelungstechnischer Verfahren. Bei diesem modernen Gebiet der Theoretischen Strömungsmechanik wird den besonderen Interessen des Sonderforschungsbereichs (SFB 557) "Beeinflussung komplexer turbulenter Scherströmungen" an der TU Berlin Rechnung getragen. Die grundlegenden Methoden der Konstruktion von niederdimensionalen Modellen und darauf basierenden Reglerauslegungen werden aus Sicht der Strömungsmechanik vermittelt. Die Studierenden sollen in der Lage sein, die erlernten theoretischen Methoden auf einfache praktische Beispiele anzuwenden. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Überblick über die Praxis der Strömungsbeeinflussung, Grobstrukturen, Aktuatorik, Sensorik, Black-BoxModelle und darauf aufbauende Reglerauslegung, Mean-Field Modelle, Galerkin-Methode, Wirbelmethode, Reduced-Order-Darstellungen aus experimentellen Daten, Reduced-Order-Darstellungen abgeleitet aus den Grundgleichungen, Reduced-Order-Modelle aus Daten und aus den Grungleichungen, Beobachter- und Reglerauslegung auf der Basis von niederdimensionalen Modellen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Niederdimensionale Modellierung und Kontrolle turbulenter Strömungen II

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Inhalte werden in einer integrierten Veranstaltung vermittelt, wobei Vorlesungs- und Übungsteile miteinander verknüpft sind. Es werden Übungsaufgaben von den Studierenden selbständig bearbeitet. Die Lösungen werden in den Übungen von den Studierenden vorgestellt.Zur Veranschaulichung der theoretischen Inhalte werden Computer-Programme per email bereit gestellt. Das Angebot wird in den Vorlesungsteilen vorgestellt und von den Studierenden zur Nacharbeitung der Vorlesung und der Bearbeitung der Übungsaufgaben genutzt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre, Niederdimensionale Modellierung und Kontrolle turbulenter Strömungen I b) wünschenswert: Mathematische Methoden

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit NDMK: 15 Wochen * 4 SWS = 60h Vor und Nachbereitung NDMK: 15 Wochen *8h = 120h (inkl. Hausaufgaben und Prüfungsvorbereitung) Summe: 180h d.h. 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Ende jedes Semesters findet nach Terminabsprache mit den Studierenden eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird.

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10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist nicht begrenzt.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semestern abgeschlossen werden.

11. Anmeldeformalitäten Für die integrierten Veranstaltungen ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung ist im Prüfungsamt anzumelden. Hinweise dazu sind in den jeweiligen Prüfungsordnungen zu finden. Termine für die mündlichen Prüfungen sind mit dem Lehrenden abzusprechen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: ausgehändigt Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Aktuelles Skriptauszug wird in jeder Vorlesung
ja

nein

Literatur: Holmes, Lumley & Berkooz: "Turbulence, Coherent Structures, Dynamical Systems and Symmetries", Cottet & Koumoutsakos: "Vortex methods -- Theory and Praxis"

13. Sonstiges

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100

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Simulation fluiddynamischer Systeme (CFDe) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6

Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Selbständige und zielorientierte Bearbeitung einer praxisrelevanten strömungsmechanischen Fragestellung mit Hilfe numerischer Simulationsverfahren. Den Teilnehmern werden praxisrelevante Kenntnisse im Umgang mit numerischen Strömungslösern vermittelt. Ebenso das Verständnis des gesamten Ablaufs eines numerischen Projekts inklusive Problemdefinition, Modellierung, Gittergenerierung, Definition von Randbedingungen, Strömungsberechnungen und die Auswertung sowie Präsentation der Ergebnisse. Fachkompetenz: 25% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Die Lehrinhalte ergeben sich aus dem Projekt, bzw. den Teilprojekten. Dazu gehören: zwei- und dreidimensionale Strömungen, laminare und turbulente Strömungen, stationäre und instationäre Konfigurationen, komplexe Geometrien und ein industrienahes Anwendungsbeispiel. Verwendet wird der Strömungslöser Open FOAM

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt: Numerische Simulation fluiddynamischer Systeme

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Darstellung der theoretischen und methodischen Inhalte erfolgt in kompakten Lehreinheiten innerhalb des Projektes. Die Bearbeitung der Teilprojekte erfolgt weitgehend selbständig. Wöchentlich finden zwei Projekttreffen statt, in denen sich die Teilnehmer mit den Lehrenden abstimmen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundkenntnisse in Linux, Strömungslehre I b) wünschenswert: Strömungslehre II

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 h Integrierte Lehrveranstaltung 60 h 15 Wo. x 6 h Eigenständige Arbeit 90 h Prüfungsvorbereitung 30 h Summe 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls 50 % Bearbeitung des Projektes und 50 % mündliche Prüfung/Abschlusspräsentation

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Anzahl: 38

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101

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung online auf cfde.cfd.tu-berlin.de (zum Semesterbeginn)

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://cfde.cfd.tu-berlin.de/

Literatur: Empfohlene Literatur: Sesterhenn: Skript zur Vorlesung CFD 1 und 2 Ferziger/Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics Hoffmann,Chiang: Computational Fluid Dynamics for Engineers

13. Sonstiges

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102

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurwesen Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. V. Popov

6

Sekreteriat: C 8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Verständnis theoretischer Grundlagen verschiedener numerischer Simulationsmethoden; Fähigkeit, Vor- und Nachteile dieser Methoden im Hinblick auf spezifische Anwendungen einzuordnen. Ziel ist das Verständnis der Verfahren und die Fähigkeit, sich damit in jedes dieser Verfahren weiter einzuarbeiten und damit praktisch zu arbeiten.

Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Randelementemethode: Theorie, Anwendungen zur Laplace-Gleichung und Elastizitätstheorie; Zelluläre Automaten: Theorie, Anwendungen zu erregbaren Medien und Verkehrssimulationen; Zelluläre Gittergase: Theorie, Anwendungen zu Diffusion und Strömungssimulation; Molekulardynamik: Theorie, Anwendungen zu Eindrucktests und tribologischen Fragestellungen; Bewegliche zelluläre Automaten: Theorie, Anwendungen zu Festkörpermechanik und Tribologie;

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurswesen

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Integrierte Veranstaltung, bestehend aus Vorlesung, schriftlichen Übungsaufgaben, Programmieraufgaben und Einführung in verschiedene Programmpakete am Computer.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Statik und elementare Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik b) wünschenswert: Kontinuumsmechanik, Tensoranalysis, Energiemethoden, partielle Differentialgleichungen

6. Verwendbarkeit In vielen Bereichen der Forschung und Entwicklung existieren Alternativen zu Finite-Elemente-Verfahren. Entweder bestehen alternative Verfahren, die qualitativ bessere Ergebnisse liefern, oder es existieren keine Kontinuumstheorien zu bestimmten Problemen. Diese Vorlesung gibt einen Überblick über Alternativen und ermöglicht den Studenten / Studentinnen so, bei Bedarf in F&E auf diese Verfahren zurückzugreifen und sie anzuwenden.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL (Präsenz) 15*) x 4 h ==> 60 h Bearbeitung von Hausaufgaben 15 x 4 h ==> 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h ==> 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

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103

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 30

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung ist bis zum Tag der Prüfung möglich

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein wird in der Vorlesung bekanntgegeben.

Literatur: Trevelyan: Boundary elements for engineers Weimar: Simulation with cellular automata Wolf-Gladrow: Lattice-Gas Cellular Automata and Lattice Boltzmann Models Psakhie et.al.: MonsterMD (Handbuch zur Software) Psakhie et.al. Movable Cellular Automata (Handbuch zur Software)

13. Sonstiges

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104

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Grundlagen (CFD1) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6

Sekreteriat: MB1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist es, die Grundlagen der Approximations- und Lösungstechniken für die strömungsmechanischen Bilanzgleichungen kennenzulernen. Es werden verschiedene Techniken zur Herleitung finiter Differenzen und zur Zeitintegration vorgestellt. Im Vergleich dazu werden Finite-Volumen-Methoden in verschiedenen Umsetzungen erläutert. Mit der Programmierung eines Lösers zur numerischen Simulation sowohl stationärer als auch instationärer einfacher Strömungsprobleme sollen die theoretischen Kenntnisse sukzessive praktisch umgesetzt werden. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Bearbeitung strömungsmechanischer Problemstellungen mittels numerischer Methoden, Finite-VolumenMethoden zur Approximation der Euler- und Flachwassergleichungen, Riemannprobleme und Riemannlöser, Verfahren zur numerischen Flussbestimmung, Godunov-Verfahren, Implementation von physikalischen Randbedingungen für CFD Probleme, numerische Zeitintegration und Finite-DifferenzenVerfahren, sukzessive Programmierung eines Strömungslösers, Strömungsvisualisierung.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der numerischen Thermofluiddynamik (CFD 1)

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte sowie Entwicklung von Lösungsansätzen im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden in Kombination mit der Bearbeitung von Beispielaufgaben und der Programmierung eines Strömungslösers

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Numerische Mathematik b) wünschenswert: Strömungsmechanik, allg. Programmierkenntnisse

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 Stunden integrierte Veranstaltung 60 Stunden 15 Wo. x 8 Stunden Vor- und Nachbereitung, Lösung der Hausaufgaben 120 Stunden Summe 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende des Semesters.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmerzahl: 20 pro Übungsgruppe (Anzahl der Übungsgruppen abhängig von der Anzahl der verfügbaren WM) Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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105

11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://cfd1.cfd.tu-berlin.de

Literatur: P. Wesseling, Principles of Computational Fluid Dynamics LeVeque, Numerical Methods for Conservation Laws E. Becker, Gasdynamik Ferziger/Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics

13. Sonstiges

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106

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Thermo- und Fluiddynamik Vertiefungen (CFD2) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist die Einführung in einzelne Probleme der numerischen Strömungssimulation. Schwerpunkt liegt auf der Lösung der instationären Navier-Stokes Gleichungen und den damit verbundenen Schwierigkeiten. Dies sind insbesondere Erzeugung und Verwendung von Rechengittern, inkompressible Theorie, Turbulenz, Stabilität und adjungierte Gleichungen. Im Wechsel mit der Vermittlung theoretischer Kenntnisse werden Strömungsberechnungsverfahren modifiziert und ergänzt sowie auf einfache Grundlagenkonfigurationen angewendet. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Strömungsmechanische Bilanzgleichungen, Randbedingungen, Behandlung instationärer Terme, Konvektionsschemata höherer Ordnung, Problematik der Strömungsfeldberechnung, inkompressible Strömungen/Druckkorrekturverfahren, Berechnung kompressibler Strömungen, Stabilität, Beeinflussbarkeit, Modellreduktion, komplexe Geometrien, Modifizierung und Ergänzung eines Strömungslösers, Berechnung einfacher Grundlagenkonfigurationen, Strömungsvisualisierung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Finite-Volumen-Methoden in der Numerischen Thermofluiddynamik (CFD 2)

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte sowie Entwicklung von Lösungsansätzen im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden in Kombination mit der Bearbeitung von Beispielaufgaben und der Modifizierung , Ergänzung und Anwendung eines Strömungslösers

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Numerische Mathematik oder Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Grundlagen (CFD1) b) wünschenswert: Strömungsmechanik, allg. Programmierkenntnisse

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 Stunden integrierte Veranstaltung 60 Stunden 15 Wo. x 8 Stunden Vor- und Nachbereitung, Lösung der Hausaufgaben 120 Stunden Summe 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende des Semesters.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

107

11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmerzahl: 20 pro Übungsgruppe (Anzahl der Übungsgruppen abhängig von der Anzahl der verfügbaren WM)

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://cfd2.cfd.tu-berlin.de

Literatur: P. Wesseling, Principles of Computational Fluid Dynamics LeVeque, Numerical Methods for Conservation Laws Ferziger, Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

108

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Schiffshydrodynamik I

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Andrés Cura Hochbaum

Sekreteriat: SG 17

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Kursteilnehmer sollen: - ein Verständnis für die physikalischen Zusammenhänge bei der Umströmung eines Körpers haben. - dieses Wissen auf Fragen von Widerstand und Propulsion eines Schiffskörpers übertragen können. - grundlegende Systementscheidungen auf Basis dieses Wissens treffen können. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 10% Systemkompetenz: 30% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Allgemeine Begriffe der Schiffshydrodynamik (Hauptabmessungen, Kräfte an bewegten Körpern im Wasser, ideale und reale Flüssigkeit, Schiffs- und Fahrzeugtypen) - Modellgesetze (Übertragung von Versuchsergebnissen auf die Großausführung, Umrechnung zwischen verschiedenen Maßstäben, Nutzung dimensionsloser experimenteller Ergebnisse) - Kräfte am Schiff bei konstanter Bewegung und Geradeausfahrt (Bestimmung der Kräfte über Wasser, unter Wasser, teilgetauchte, vollgetauchte Körper, Bestimmung der Antriebsleistung) - Strömungsfelder am Schiff (Umströmung von Vorschiff, Schultern und Hinterschiff, Nachstrom, Ablösung, Umströmung der Anhänge) - Potentialtheorie (Grundlagen, Anwendung in der Schiffshydrodynmik)

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Schiffshydrodynamik I

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen - Die Wissensvermittlung erfolgt in Form einer Vorlesung (Frontalunterricht). - Übungsaufgaben dienen der Vertiefung des Verständnisses des aktuellen Vorlesungsinhaltes.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Intaktstabilität von maritimen Systemen, Grundlagen der Strömungslehre, Mechanik, Einführung in die Schiffstechnik I wünschenswert:

6. Verwendbarkeit Das Modul vermittelt das Basiswissen für Module zur weiterführenden Schiffstheorie, zum Schiffsentwurf, zur Schiffsdynamik und zu Yachtbau- und Segeltheorie.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h bzw. 6 LP Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium: 120 h (Zeit für die Vertiefung des Lernstoffes, zur Bearbeitung von Übungsaufgaben und zur Prüfungsvorbereitung)

8. Prüfung und Benotung des Moduls PS, Prüfungsäquivalente Studienleistungen: Anfertigung von Hausaufgaben (30%) Schriftliche Prüfung (70%) Zum Bestehen des Moduls müssen beide Einzelleistungen bestanden werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

109

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Prinzipiell unbegrenzt / nach Maßgabe der Betreuungskapazität der wissenschaftlichen Mitarbeiter

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung: - In der ersten Vorlesung Einteilung in Arbeitsgruppen für die Übungsaufgaben: - In der ersten Übung Anmeldung zur Prüfung: - elektronische Anmeldung über QISPOS - Die jeweiligen Anmeldefristen sind der Studienordnung zu entnehmen - Prüfungstermin wird durch den Lehrbeauftragten festgelegt

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://www.marsys.tu-berlin.de/lehre.php

Literatur: Eine Literaturliste wird begleitend zu den Vorlesungsunterlagen ausgegeben.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

110

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Schiffshydrodynamik II

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Andrés Cura Hochbaum

Sekreteriat: SG 17

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Kursteilnehmer sollen nach Bestehen des Moduls: - einen Überblick über die Methoden zur Abschätzung des Leistungsbedarfes eines projektierten Entwurfes haben und diese anwenden können. - einen Überblick über die Methoden zur Auslegung des Propellers eines projektierten Entwurfes haben und einige dieser anwenden können. - Praktische Kenntnisse und Erfahrung über die Durchführung von Modellversuche haben. - Verständnis für das komplexe Zusammenwirken von Rumpf, Propeller und Ruder entwicklen. - in der Lage sein, die in der Praxis angewandten Verfahren zur Leistungsprognose und -überprüfung anzuwenden. - in der Lage sein, Zusammenhänge über weitere Themen der Hydromechanik von Schiffen oder maritimen Systemen zu identifizieren und verstehen. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Vertiefung der Grundlagen der Schiffshydrodynamik - Propulsion von Schiffen (Propulsionsanlagen, Propellerauslegung, Kavitationserscheinungen) - Wechselwirkungen Schiff-Propeller-Ruder (Propulsionsfaktoren, Propellerzuströmung und Optimierung der Propulsionsanlage) - Durchführung und Auswertung von Modellversuchen (Freifahr-, Propulsions-, Wiederstands- und Kavitationsversuch)

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Schiffshydrodynamik II

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen - Die Wissensvermittlung erfolgt in Form einer Vorlesung (Frontalunterricht). - Übungsaufgaben dienen der Vertiefung des Verständnisses des aktuellen Vorlesungsinhaltes. - Praktische Modellversuche (Freifahrversuch und Propulsionsversuch) werden im Rahmen der Übungen durchgeführt. - Es wird eine Exkursion in einer führenden Schiffsversuchsanstalt organisiert.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Schiffshydrodynamik I wünschenswert:

6. Verwendbarkeit Das Modul vermittelt das Anwendungswissen für Module zur weiterführenden Schiffstheorie, zum Schiffsentwurf, zur Schiffsdynamik und zu Yachtbau- und Segeltheorie.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h bzw. 6 LP Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium: 120 h (Zeit für die Vertiefung des Lernstoffes, zur Bearbeitung von Übungsaufgaben und zur Prüfungsvorbereitung)

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

111

8. Prüfung und Benotung des Moduls 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden. PS, Prüfungsäquivalente Studienleistungen: Anfertigung von Hausaufgaben (30%) Abschlusstest (70%) Zum Bestehen des Moduls müssen beide Einzelleistungen bestanden werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Prinzipiell unbegrenzt / nach Maßgabe der Betreuungskapazität der wissenschaftlichen Mitarbeiter

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung: - In der ersten Vorlesung Einteilung in Arbeitsgruppen für die Übungsaufgaben: - In der ersten Übung Anmeldung zur Prüfung: - elektronische Anmeldung über QISPOS - Die jeweiligen Anmeldefristen sind der Studienordnung zu entnehmen - Prüfungstermin wird durch den Lehrbeauftragten festgelegt

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://www.marsys.tu-berlin.de/lehre.php

Literatur: Eine Literaturliste wird begleitend zu den Vorlesungsunterlagen ausgegeben.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

112

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strömungsbeeinflussung und -kontrolle: Niederdimensionale Modellierung und Kybernetik instationärer Strömungen Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

3

Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über 1) Kenntnisse in: - Physikalische Mechanismen: kohärente Strömungsstrukturen und Grobstrukturdynamik, Musterselektionsmechanismen der Strömungsphysik, Transitionsszenarien der Turbulenz, Entropieprinzipien - Prinzipien der modell-basierten Strömungskontrolle - Schließungsansätze der analytischen Turbulenztheorie sowie der statistischen Mechanik 2) Fertigkeiten: - Modellbildung der Grobstrukturdynamik und des Einflusses nichtaufgelöster, physikalischer Effekte wie z.B. den Energieabfluß in die kleinskalige Turbulenz, basierend auf experimentellen bzw. numerischen Daten - Implementation von Aktuation und nichtlinearer Reglerentwurf - Auslegung und Implementation von Turbulenzschließungsansätzen - numerische Umsetzung dieser Fertigkeiten 3) Kompetenzen: - physikalische Bewertung und Interpretation von Grobstrukturmodellen - Identifikation der Strukturselektionsmechanismen im Übergang zur Turbulenz realer Strömungen - Bewertung und Auslegung von Aktuatoren und Regelungsansätzen zur Realisierung von Strömungskontrollzielen - Heranführen an Problemstellungen aktueller Forschungsprojekte Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Identifikation kohärenter Strömungsstrukturen - Galerkin-Modellierung: Extraktion der Dynamik der kohärenten Strömungsstrukturen - Modellierung und Implementation nicht-aufgelöster Effekte (Druck, Turbulenz, Aktuation) in die Galerkin-Modelle - modell-basierte Reglerentwürfe und Zustandsschätzungen - Bifurkationen und Musterselektionsmechanismen der Strömungsphysik - Transitionsszenarien des Übergangs zur Turbulenz - Entropieprinzipien und Selbstorganisation in Strömungen - modell-basierte Turbulenzschließungsansätze der analytischen Turbulenztheorie

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Niederdimensionale Modellierung und Kybernetik instationärer Strömungen

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es finden Vorlesungen statt (Frontalunterricht mit Darstellung der Theorien, Methoden und Anwendungen, Hausaufgaben werden zur selbstverantwortlichen Reflexion dieses Wissens gestellt).

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

113

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Strömungslehre wünschenswert: Grundkenntnisse in Regelungstechnik, Turbulenztheorie oder der nichtlinearen Dynamik

6. Verwendbarkeit Geeignete Studiengänge: Physikalische Ingenieurwissenschaft Verkehrswesen Informationstechnik im Maschinenwesen (Techno-)Mathematik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsensstudium: Integrierte Veranstaltung: 14 Wochen * 2 Stunden = 28 Stunden Eigenstudium: Vor- und Nachbereitung: 14 Wochen * 1 Stunde = 14 Stunden Hausaufgaben: 14 Wochen * 1 Stunde = 14 Stunden Prüfungsvorbereitung: 42 Stunden Summe: 98 Stunden, d.h. 3 Leistungspunkte nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Semesterende findet nach Terminabsprache mit den Studierenden eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Anzahl der Teilnehmer(innen) ist nicht begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Für die Vorlesung ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung ist im Prüfungsamt anzumelden. Hinweise dazu sind in den jeweiligen Prüfungsordnungen zu finden. Termine für die mündliche Prüfungen sind mit dem Lehrenden abzusprechen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Holmes, Lumley, Berkooz: "Turbulence, Coherent Structures, Dynamical Systems and Symmetry", Cambridge University Press; Noack, Morzy´nski, Tadmor: Reduced Order Modelling for Flow Control", Springer, CISM Courses and Lectures n. 528; Haken: "Synergetik", Springer; Argyris, Faust, Haase, Friedrich: "Die Erforschung des Chaos", Springer: Complexity

13. Sonstiges

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SoSe 2012

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strömungsbeeinflussung und -kontrolle: Physikalische Prinzipien und technische Umsetzung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6

Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Nach erfolgreichem Bestehen des Moduls sind folgende Kenntnisse verfügbar: - Verständnis verschiedener, ingenieurtechnisch relevanter Strömungsphänomene - Physikalische Prinzipien der Beeinflussung dieser Phänomene - Technische Möglichkeiten/Lösungen zur Beeinflussung Fertigkeiten: - Theoretisch und physikalisch fundierte Analyse ingenieurtechnischer Strömungsprobleme - Qualitative und quantitative Abschätzung der Wirkung von Beeinflussungsmaßnahmen Kompetenzen: - Befähigung zur Auswahl geeigneter Beeinflussungsansätze - Beurteilungsfähigkeit hinsichtlich Aufwand/Nutzen bzw. ungewünschter Nebenwirkungen der Strömungsbeeinflussung Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Die Lehrveranstaltung gibt einen Überblick über die physikalischen Prinzipien der Beeinflussung von Strömungen. Es werden Strategien und Mechanismen zur passiven und aktiven Beeinflussung ingenieurtechnisch relevanter Strömungsphänomene vorgestellt. Dazu gehören z.B. Transition, aerodynamischer Widerstand, Strömungsablösung, Auftrieb, Durchmischung und Strömungslärm. Neben den theoretischen Ansätzen wird eine Übersicht über technische Lösungen gegeben, die teilweise bereits etabliert und teilweise Gegenstand aktueller Forschung sind.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der Stroemungsbeeinflussung

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Inhalte werden in einer integrierten Veranstaltung erarbeitet. Theoretisches Hintergrundwissen sowie anschauliche Beispiele werden sowohl an der Tafel als auch mit Hilfe von Multimedia-Präsentationen (Powerpoint-Folien, Computer-Animationen) vermittelt. Das Wissen wird in Hausaufgaben anhand von Beispielen aus der ingenieurtechnischen Praxis vertieft. Die Hausaufgaben werden zum Teil einzeln, zum Teil in kleinen Gruppen bearbeitet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Strömungslehre (erforderlich)

6. Verwendbarkeit Geeignete Studiengänge: - Verkehrswesen - Physikalische Ingenieurwissenschaft -Thermomathematik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: 16 Wochen * 4 SWS = 64h Vor und Nachbereitung: 16 Wochen * 5h = 80h (inkl. Hausaufgaben) Vorbereitung der Prüfungsleistungen: 36h (mündliche Prüfung) Summe: 180 h d.h. 6 LP

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115

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Ende des Moduls findet eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist nicht begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Für die Veranstaltung ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung ist im Prüfungsamt anzumelden. Hinweise dazu sind in den jeweiligen Prüfungsordnungen zu finden. Der Termin für die mündliche Prüfung ist mit dem Lehrenden abzusprechen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Gad-el-Hak: "Flow Control: Passive, Active, and Reactive Flow Management"

13. Sonstiges Die Hausaufgaben werden zur Selbstkontrolle der Studenten mit Punkten bewertet. Die Bearbeitung und Abgabe der Hausaufgaben wird dringend empfohlen.

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strömungsbeeinflussung und -kontrolle: Reglerentwurf und Modellreduktion Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über 1) Kenntnisse in: Physikalischen Mechanismen: Strömungsinstabilitäten, Prinzipien der Strömungskontrolle, Methoden des Entwurfs von Reglern und dynamischen Beobachtern sowie der Modellreduktion; 2) Fertigkeiten: Anwendung von ingenieurswissenschaftlichen Methoden zur Umsetzung von konkreten Kontrollzielen in einfachen bis komplexen Strömungen, physikalische Modellbildung der Grobstrukturdynamik, Bestimmung von Aktuatorik und Sensorik zur Beeinflussung von Strömungsgrobstrukturen, physikalische Interpretation der Strömungskontrolle; 3) Kompetenzen: befähigung zur Auswahl, Auslegung und Berechnung von Reglern zur Kontrolle von einfachen bis zu komplexen Strömungen, Heranführen an (bzw. Einsatz der erlernten Fertigkeiten zur Behandlung von) Problemstellungen in Projekten des Sonderforschungsbereiches "Beeinflussung komplexer turbulenter Scherströmungen" (SFB 557) an der TU Berlin Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Vorlesungen: Lineare Systeme und Zustandsraummodelle, Stabilität, hinreichende und notwendige Kriterien, Hydrodynamische Instabilitäten, Regerentwurf, insbesondere adjungierten-basierte Regelung und Riccati-Regelung, Dynamische Beobachter, Modellanalyse (Grobstrukturen, Aktuatorik, Sensorik), Modellreduktion, basierend auf SVD- auf Moment-Matching Approximation; Übungen: analytische Berechnung von Algorithmen der Stabilitätsanalyse, des Reglerentwurfs, der dynamischen Beobachtern und der Modellreduktion anhand einfacher Beispiele, examplarische Umsetzung dieser Algorithmen durch Beispielprogramme

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Eignungsdiagnostik und Personalauswahl

LV-Art SE

LP 6

SWS 2

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen und Übungen zum Einsatz Vorlesungen: Frontalunterricht mit Darstellung der Theorien, Methoden und Anwendungen Übungen: Hausaufgaben, inklusive Programmierarbeiten, Rechnungen

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Strömungslehre, Regelungstechnik wünschenswert: Numerische Mathematik oder CFD

6. Verwendbarkeit Geignete Studiengänge: Physikalische Ingenieurswissenschaft, Verkehrswesen, Informationstechnik um Maschinenwesen, (Techno-) Mathematik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium: Integrierte Veranstaltung: 12 Wochen * 4 Stunden = 48 Stunden Eigenstudium: Vor- und Nachbereitung: 12 Wochen * 2 Stunden = 24 Stunden Hausaufgaben: 12 Wochen * 4 Stunden = 48 Stunden Prüfungsvorbereitung: 60 h Summe: 180 Stunden, d.h. 6 Leistungspunkte nach ECTS

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9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Semesterende findet nach Terminabsprache mit den Studierenden eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Anzahl der Teilnehmer (innen) ist nicht begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Für die integrierten Veranstaltungen ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung ist im Prüfungsamt anzumelden. Hinweise dazu sind in den jeweiligen Prüfungsordnungen zu finden. Termine für die mündliche Prüfungen sind mit dem Lehrenden abzusprechen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: ausgehändigt Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Aktueller Skriptauszug wird in jeder Vorlesung
ja

nein

Literatur: Antsaklis & Michel: "A Linear System Primer." (lesbar http://dx.doi.org/10.1007/978-0-81764661-5, Lizenz der Technischen Universität Berlin), Antoulas: "Approximation of Large-Scale Dynamical Systems"

13. Sonstiges Die Hausaufgaben werden zur Selbstkontrolle der Studenten mit Punkten bewertet. Die Bearbeitung und Abgabe der Hausaufgaben wird dringend empfohlen.

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strömungsmaschinen - Auslegung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.- Ing. P.U. Thamsen

6 Sekreteriat: K2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Absolventen der Lehrveranstaltung können strömungstechnische Aufgabenstellungen konstruktiv umsetzen und Anforderungen an Strömungsmaschinen und deren Anlagen einschätzen und bewerten. Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über die Kenntnisse in: - Methodik der konstruktiven Arbeit des Ingenieurs - Wichtige Kenngrößen und Kennlinien der Strömungsmaschinen - Modellgesetze - Auslegung der Laufräder - Kavitationserscheinungen bei Strömungsmaschinen - Minderleistungstheorie - Methoden für Auslegung der Laufradschaufel - Methoden für Auslegung der Leitvorrichtungen - Hydraulische Kräfte - Auslegung der Axialmaschine - Werkstoffauswahl - Fertigungsverfahren Fertigkeiten: - methodisches Vorgehen bei ingenieurtechnischen Problemstellungen - ingenieurwissenschaftliches Vorgehen beim konstruktiven Entwurf der strömungstechnischen Problemlösung - Auslegung von einfachen strömungstechnischen Maschinen und Anlagen Kompetenzen: - prinzipielle Befähigung zur Auswahl, Beurteilung und Auslegung strömungstechnischer Komponenten - Übertragungsfähigkeit der Auslegungsmethodik auf andere technische Problemstellungen Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Vorlesung: Methodik der konstruktiven Arbeit des Ingenieurs, wichtige Kenngrößen und Kennlinien der Strömungsmaschinen, Modellgesetze, Auslegung der Laufräder, Kavitationserscheinungen bei Strömungsmaschinen, Minderleistungstheorie, Methoden für Auslegung der Laufradschaufel, Methoden für Auslegung der Leitvorrichtungen, Hydraulische Kräfte, Auslegung der Axialmaschine, Werkstoffauswahl, Fertigungsverfahren Übung: - Wiederholung signifikanter Themenblöcke - Berechnung ausgewählter Anwendungen - Durchführung klassischer Experimente - Vorbereitung auf Prüfung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strömungsmaschinen - Auslegung Strömungsmaschinen - Auslegung

LV-Art VL UE

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 3 3

SWS 2 2

SoSe 2012

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

119

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre - Grundlagen, Strömungslehre - Anwendung in Maschinenbau b) wünschenswert: Fluidsystemdynamik - Einführung, Grundlagen Konstruktionslehre, Analysis III, Differentialgleichungen, Thermodynamik I Die Vorlesung als Frontalunterricht vermittelt die theoretischen Grundlagen und geht auf zahlreiche Beispiele aus der Praxis ein. In den begleitenden analytischen Übungen wird das erlangte Wissen der Lehrinhalte durch praxisbezogene Rechenübungen und praktische Übungen in der Versuchshalle vertieft. Hierzu werden u. a. auch eine Demontage und Montage einer Kreiselpumpe sowie Messungen an den verfügbaren Versuchsständen durchgeführt. Aufgabenstellungen werden teilweise im Rahmen von Gruppenarbeit gelöst. Ergänzend finden Exkursionen zu einem Hersteller oder Anwender von hydraulischen Strömungsmaschinen statt. Inhalte der Lehrveranstaltung können als Projekt zusätzlich vertieft werden.

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik, Physikalische Ingenieurwissenschaft, ITM, u.a.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Je Vorlesungseinheit: 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Vorlesung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in den Übungen: 30 Stunden Vorbereitung auf die Prüfung: 1,5 Wochen = 60 Stunden Summe: Strömungsmaschinen - Auslegung = 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Prüfung nach Strömungsmaschinen - Auslegung(6LP) oder zusammen mit Strömungsmaschinen - Maschinenelemente (6LP) als (12 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Für die Teilnahme an der schriftlichen Prüfung ist die vorherige Anmeldung über QISPOS bzw. im Prüfungsamt erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein https://www.isis.tu-berlin.de

Literatur: Johann F. Gülich: Kreiselpumpen. Springer, Berlin et.al., 2010. ISBN 978-364 205 4785 Carl Pfleiderer: Strömungsmaschinen. Springer, Berlin et.al., 2004. ISBN 978-354 022 1739 Siekmann, Thamsen: Strömungslehre Grundlagen. Springer, Berlin et.al., 2007. ISBN 978-354 073 7261 Siekmann, Thamsen: Strömungslehre für den Maschinenbau - Technik und Beispiele. Springer, Berlin et.al., 2008. ISBN 978-354 073 9890 Bohl, Elmendorf: Strömungsmaschinen 1. Vogel, Würzburg, 2008. ISBN 978-3-8343-3130-4 Willi Bohl: Stömungsmaschinen 2. Vogel, Würzburg, 2005. ISBN 978-3-8343-3028-4

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

120

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

121

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strömungsmaschinen - Maschinenelemente Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.- Ing. P.U. Thamsen

6

Sekreteriat: K2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Absolventen der Lehrveranstaltung können strömungstechnische Aufgabenstellungen konstruktiv umsetzen und Anforderungen an Strömungsmaschinen und deren Anlagen einschätzen und bewerten. Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über die Kenntnisse in: - Bauteile der hydraulischen Strömungsmaschinen - Bauarten der hydraulischen Strömungsmaschinen - Baukastenprinzip - Life Cycle Costs (LCC) - Werkstoffe und Korrosion - Dichtungen - Lager - Diagnose - Anforderungen an Strömungsmaschinen für Öl-Industrie (API 610) - Abnahmeregeln (DIN EN ISO 9906) - Föttinger - Maschinen Fertigkeiten: - methodisches Vorgehen bei ingenieurtechnischen Problemstellungen - ingenieurwissenschaftliches Vorgehen beim konstruktiven Entwurf der strömungstechnischen Problemlösung - Auslegung von einfachen strömungstechnischen Maschinen und Anlagen Kompetenzen: - prinzipielle Befähigung zur Auswahl, Beurteilung und Auslegung strömungstechnischer Komponenten - Übertragungsfähigkeit der Auslegungsmethodik auf andere technische Problemstellungen Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Vorlesung: Bauteile der hydraulischen Strömungsmaschinen, Bauarten der hydraulischen Strömungsmaschinen, Baukastenprinzip, Life Cycle Costs (LCC), Werkstoffe und Korrosion, Dichtungen, Lager, Diagnose, Anforderungen an Strömungsmaschinen für Öl-Industrie (API 610), Abnahmeregeln (DIN EN ISO 9906), Föttinger - Maschinen Übung: - Wiederholung signifikanter Themenblöcke - Berechnung ausgewählter Anwendungen - Durchführung klassischer Experimente - Vorbereitung auf Prüfung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strömungsmaschinen - Maschinenelemente Strömungsmaschinen - Maschinenelemente

LV-Art VL UE

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 3 3

SWS 2 2

SoSe 2012

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

122

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre - Grundlagen, Strömungslehre - Technik und Beispiele b) wünschenswert: Fluidsystemdynamik - Einführung, Fluidsystemdynamik - Betriebsverhalten, Grundlagen Konstruktionslehre, Analysis III, Differentialgleichungen, Thermodynamik I, Strömungsmaschinen - Auslegung

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Vorlesung als Frontalunterricht vermittelt die theoretischen Grundlagen und geht auf zahlreiche Beispiele aus der Praxis ein. In den begleitenden analytischen Übungen wird der Lehrinhalt durch praxisbezogene Rechenübungen und praktische Übungen in der Versuchshalle vertieft, hierzu werden u. a. auch eine Demontage und Montage einer Kreiselpumpe sowie Messungen an den verfügbaren Versuchsständen durchgeführt. Aufgabenstellungen werden teilweise im Rahmen von Gruppenarbeit gelöst. Ergänzend finden Exkursionen zu einem Hersteller oder Anwender von Strömungsmaschinen statt. Inhalte der Lehrveranstaltung können als Projekt zusätzlich vertieft werden.

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik, Physikalische Ingenieurwissenschaft, ITM, u.a.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Je Vorlesungseinheit: 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Vorlesung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in den Übungen: 30 Stunden Vorbereitung auf die Prüfung: 1,5 Wochen = 60 Stunden Summe: Strömungsmaschinen - Maschinenelemente = 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Prüfung nach Strömungsmaschinen - Maschinenelemente (6LP) oder zusammen mit Strömungsmaschinen - Auslegung (6LP) als (12 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Für die Teilnahme an der schriftlichen Prüfung ist die vorherige Anmeldung über QISPOS bzw. im Prüfungsamt erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein https://www.isis.tu-berlin.de

Literatur: Johann F. Gülich: Kreiselpumpen. Springer, Berlin et.al., 2010. ISBN 978-364 205 4785 Carl Pfleiderer: Strömungsmaschinen. Springer, Berlin et.al., 2004. ISBN 978-354 022 1739 Siekmann, Thamsen: Strömungslehre Grundlagen. Springer, Berlin et.al., 2007. ISBN 978-354 073 7261 Siekmann, Thamsen: Strömungslehre für den Maschinenbau - Technik und Beispiele. Springer, Berlin et.al., 2008. ISBN 978-354 073 9890 Bohl, Elmendorf: Strömungsmaschinen 1. Vogel, Würzburg, 2008. ISBN 978-3-8343-3130-4 Willi Bohl: Stömungsmaschinen 2. Vogel, Würzburg, 2005. ISBN 978-3-8343-3028-4

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

123

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

124

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strömungsmechanik in der Medizin Verantwortliche/-r des Moduls: Kertzscher / Goubergrits

6 Sekreteriat: HF1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul " Biofluidmechanik: Strömungsmechanik in der Medizin" soll im ersten Semester Kenntnisse über den Aufbau und die Aufgaben des Blutkreislaufes aus der Sicht des Ingenieurs vermitteln. Die Schwerpunkte liegen auf dem Verständnis der Blutkreislauffunktion als Stofftransportsystem und seiner Elemente sowie dem Kennen lernen der Optimierungsstrategien der Natur. Im zweiten Semester werden die Methoden der Diagnose und der Therapie im Bereich des Blutkreislaufes vermittelt. Ziel der Veranstaltung ist es die Studierenden zu befähigen, mit ingenieurwissenschaftlichen Prinzipien - den Bauplan des Körpers zu verstehen und - technische Aufgaben im Bereich des Blutkreislaufs zu lösen. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte 1. Semester: Aufgabe und Entwicklung des Blutkreislaufes und der Stofftauscher wie Lunge und Niere. Elemente des Blutkreislaufes (Herz, Klappen, große und kleine Gefäße). Strömungsphänomene des Blutkreislaufes (Puls, Pulswelle, Turbulenz, Mikrozirkulation, Blut als Zweiphasenfluid). 2. Semester: Entdeckung des Blutkreislaufes und des Blutdruckes. Messmethoden für Blutdruck, Blutfluss - zentral und lokal, Blutgeschwindigkeit, Blutströmungsgeräusche, Herzgeometrie, Gefäßgeometrie. Hydraulische und mathematische Modelle des Blutkreislaufs. Belastbarkeit des Blutes und Blut-Material Interaktion (Thrombenbildung). Künstliche Organe ohne Stofftausch: Herzklappen, Blutpumpen und Gefäße. Künstliche Organe mit Stofftausch: Niere, Lunge, Leber

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Biofluidmechanik I Biofluidmechanik II

LV-Art IV IV

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen im Wesentlichen als Frontalunterricht mit unterstützenden Experimenten und Erläuterungen an Modellen. Durch die geringe Gruppengröße kann auf Nachfragen ausführlich eingegangen werden. Es werden zwei Exkursionen angeboten, eine zum Labor für Biofluidmechanik, eine zum Deutschen Herzzentrum Berlin.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: keine b) wünschenswert: Strömungslehre

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge: Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Verfahrenstechnik, insbesondere Biotechnologie

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 30 Wochen x 2 Stunden Präsenzzeit: 60 Stunden 30 Wochen x 1 Stunde Vor- und Nachbereitung 30 Stunden Vorbereitung auf die Prüfung 30 Stunden Hausaufgaben, Protokoll, Vortrag 60 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

125

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in zwei Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja


nein

Literatur: Skript: http://www.charite.de/biofluidmechanik/de/lehre/ Trautwein W., Gauer O.H., Koepchen H.P., Herz und Kreislauf, Band 3 in Physiologie des Menschen, ed. Gauer, Kramer, Jung, Urban & Schwarzenberger, 1972 Geddes L.A., The direct and indirect measurement of blood pressure, Year book medical publishers Inc, 1970 Togawa T, Tamura T, Öberg P.A., Biomedical transducers and instruments, CRC Press, 1997 Vérel and Grainger, Cardiac catheterization and Angiocardiography, E&S Livingstone Ltd, 1969 Spektrum der Wissenschaft: Verständliche Forschung, Herz und Blutkreislauf, 1991. Webster John G. ed., Medical instrumentation. Application and design, Houghton Miffin Company, 1978. Tschaut Rudolf J. ed., Extrakorporale Zirkulation in Theorie und Praxis, Pabst Science Publishers, 1999.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

126

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Thermische Strömungsmaschinen I - Grundlagen Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Dieter Peitsch

6

Sekreteriat: F1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: - Bauarten und Einsatzbereichen von thermischen Strömungsmaschinen - Anforderungen aus der die Maschine umgebenden Anlage - Möglichkeiten der Beeinflussung des thermodynamischen Zyklus zur Erfüllung der verschiedenen Anlagenanforderungen - Methodik der Vorauslegung (1D Geometrie) - Ähnlichkeitskenngrößen und Charakteristiken der verschiedenen Turbomaschinenbauarten - Komponentenaufbau und Kennfelder - Grundlagen für die aerodynamische Auslegung einer Turbomaschine und der Profilierung Fertigkeiten: - Anwendung ingenieurwissenschaftlicher Methoden auf ein konkretes technisches Produkt - Umsetzung thermodynamischer und gasdynamischer Kenntnisse auf die allgemeine Auslegungsmethodik für alle Bauarten thermischer Turbomaschinen - Bestimmung der maßgeblichen Auslegungsparameter der Gesamtmaschine anhand von Ähnlichkeitskenngrößen - Ermittlung der möglichen Arbeitsumsetzung in einer Turbomaschine Kompetenzen: - Prinzipielle Befähigung zur Auswahl, Beurteilung und Auslegung einer Turbomaschine für alle Einsatzbereiche - Beurteilungsfähigkeit der Abdeckung von Anlagenanforderungen durch die gewählte Bauform - Beurteilungsfähigkeit der Charakteristika allerTurbomaschinenkomponenten mit Hilfe von Kennfeldern Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Vorlesungen: - Einsatzgebiete von Fluidenergiemaschinen in bodengebundenen sowie verkehrsrelevanten Anwendungen - Einteilung der Turbomaschinen nach Fluid, Bauform, Energiefluß - Ähnlichkeitstheorie und daraus gewonnene charakteristische Größen - Thermodynamische Zyklen, Wirkungsgrade, Leistungsdefinitionen. Maßgebliche Prozeßparameter - Prinzipieller Turbomaschinenaufbau und Kennfelder von Verdichter und Turbine - Allgemeine Geschwindigkeitsdarstellungen und umsetzbare Strömungsarbeit Übungen: - Darstellung prinzipieller Unterschiede von Axial- und Radialmaschinen - Bestimmung von Ähnlichkeitskenngrößen und Aufbau von Kennfeldern - Verdeutlichung des Umgangs mit Kennfeldern - Auslegung des Strakverlaufs - Erstellung von Geschwindigkeitsdreiecken und Erläuterung der Zusammenhänge mit der Arbeitsumsetzung - Berechnung von Lagerlasten aufgrund der Arbeitsverteilung innerhalb von Turbomaschinenstufen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Thermische Strömungsmaschinen I - Grundlagen Thermische Strömungsmaschinen I - Grundlagen

LV-Art UE VL

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 3 3

SWS 2 2

SoSe 2012

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

127

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorische Voraussetzungen: Einführung in die Luft- und Raumfahrttechnik, Grundlagen der Luftfahrtantriebe b) wünschenswerte Voraussetzungen: Kenntnisse der Thermodynamik und Aerodynamik Es kommen Vorlesungen, Übungen sowie selbstständige Gruppenarbeit zum Einsatz. Vorlesungen: - Frontalunterricht mit Darstellung der Inhalte und zahlreichen Beispielen aus der Praxis, z.T. in englischer Sprache - Fachvorträge aus der Industrie Übungen: - Präsentation der Anwendung thermo- und aerdynamischer Methoden auf die jeweiligen Themenkomplexe - Rechnungen - Hausaufgaben - Betreuung der Gruppenarbeit Gruppenarbeit: - Durchführung von praxisnahen Hausaufgaben in kleinen Teams

6. Verwendbarkeit Geeignete Studiengänge: - Luft- und Raumfahrt - Maschinenbau - Physikalische Ingenieurwissenschaften Grundlage für: - Aerodynamik der Turbomaschinen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium: Vorlesung: 15 Wochen x 2 Stunden: 30 Stunden Übung: 15 Wochen x 2 Stunden: 30 Stunden Eigenstudium: Vor- und Nachbereitung von Vorlesung und Übung 15x2 Stunden: 30 Stunden Hausaufgaben: 5x10 Stunden Bearbeitungszeit: 50 Stunden Prüfungsvorbereitung: 40 Stunden Summe: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 LP (1 LP entspricht 30 Arbeitsstunden)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Prinzipiell unbegrenzt / nach Maßgabe der Betreuungskapazität der wissenschaftlichen Mitarbeiter.

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung nicht erforderlich Einteilung in Arbeitsgruppen für die Hausaufgaben iIn der ersten Übung Anmeldung zur Prüfung im Prüfungsamt, Terminvergabe im Sekretariat des Fachgebiets

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

128

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Thermische Strömungsmaschinen II - Auslegung von Turbomaschinen Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Dieter Peitsch

6

Sekreteriat: F1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: - Unterschiede zwischen axialen und radialen Turbomaschinen - Eigenschaften der radialen Bauarten bei verschiedenen Profilierungen - Einfluss von Überschallströmung in Turbomaschinen und resultierende Anforderungen an die Profile - Ein-, zwei und dreidimensionale Berechnungsmethoden in Turbomaschinen - Numerische Methoden (CFD) Fertigkeiten: - Anwendung aerodynamischer Methoden auf die Kanalgestaltung und Profilierung einer Turbomaschine - Auslegung einer Maschine aus aerodynamischer Sicht mit den Zielen der Optimierung der Gesamtmaschine - Erstellung von Geschwindigkeitsplänen und Anwendung typischer Auslegungsmethoden Kompetenzen: - Befähigung zur detaillierten Auslegung von Turbomaschinenkanälen und -profilierungen - Beurteilungsfähigkeit der Eignung von numerischen Verfahren für spezifische Strömungsprobleme - Beurteilungsfähigkeit der Charakteristika allerTurbomaschinenkomponenten mit Hilfe von Kennfeldern Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.la.tu-berlin.de

Literatur: Cumpsty, Nicholas: Jet Propulsion. Cambridge University Press, Cambridge et.al., 2003. ISBN 978-0-52154144-2 Lechner, Christof; Seume, Jörg (Hrsg.): Stationäre Gasturbinen, Springer, Berlin et.al., 2006, ISBN 3-54042381-3

2. Inhalte Vorlesungen: - Für Turbomaschinen relevante Aerodynamik - Ein-, zwei- und dreidimensionale Auslegung von Turbomaschinenprofilen - Radiales Gleichgewicht - Diskussion der Unterschiede von Axial- und Radialprofilen - Minderumlenkung und Berücksichtigung bei der Auslegung - Profilfamilien und Überschallprofile - Profil- und Kanalverluste Übungen: - Vorgehensweise bei der Auslegung von Profilen - Berechnung einer dreidimensionalen Profilierung mit Hilfe des radialen Gleichgewichts - Gewinnung der Schaufelwinkel mit Hilfe der Winkelübertreibung - Darstellung des Einflusses der Minderauslenkung - Anwendung gasdynamischer Methoden auf die Überschallströmung in Turbomaschinen

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129

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Thermische Strömungsmaschinen II - Auslegung von Turbomaschinen Thermische Strömungsmaschinen II - Auslegung von Turbomaschinen

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

UE

3

2

P

Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen, Übungen sowie selbstständige Gruppenarbeit zum Einsatz. Vorlesungen: - Frontalunterricht mit Darstellung der Inhalte und zahlreichen Beispielen aus der Praxis, z.T. in englischer Sprache - Fachvorträge aus der Industrie Übungen: - Präsentation der Anwendung thermo- und aerdynamischer Methoden auf die jeweiligen Themenkomplexe - Rechnungen - Hausaufgaben - Betreuung der Gruppenarbeit Gruppenarbeit: - Durchführung von praxisnahen Hausaufgaben in kleinen Teams

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorische Voraussetzungen: Thermische Turbomaschinen - Grundlagen, Luftfahrtantriebe Vertiefung b) wünschenswerte Voraussetzungen: Kenntnisse der Thermodynamik und Aerodynamik

6. Verwendbarkeit Geeignete Studiengänge: - Luft- und Raumfahrt - Maschinenbau - Physikalische Ingenieurwissenschaften

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium: Vorlesung: 15 Wochen x 2 Stunden: 30 Stunden Übung: 15 Wochen x 2 Stunden: 30 Stunden Eigenstudium: Vor- und Nachbereitung von Vorlesung und Übung 15x2 Stunden: 30 Stunden Hausaufgaben: 5x10 Stunden Bearbeitungszeit: 50 Stunden Prüfungsvorbereitung: 40 Stunden Summe: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 LP (1 LP entspricht 30 Arbeitsstunden)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Prinzipiell unbegrenzt / nach Maßgabe der Betreuungskapazität der wissenschaftlichen Mitarbeiter.

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130

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.la.tu-berlin.de

Literatur: Traupel: Thermische Turbomaschinen, Band I und II Fister: Fluidenergiemaschinen Petermann, Hartwig: Einführung in die Strömungsmaschinen Bohl: Strömungsmaschinen I und II Japikse, Baines: Introduction to Turbomachinery Lakshminarayana, Budugur: Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery. Spezifische Literatur Eckert-Schnell: Axial- und Radialkompressoren Dejc-Trojanowsky: Untersuchung und Berechnung axialer Turbinenstufen Cordes: Strömungstechnik der gasbeaufschlagten Axialturbine Scholz: Aerodynamik der Schaufelgitter Horlock: Axial Compressors / Axial Flow Turbines Cumpsty: Compressor Aerodynamics Whitfield and Baines: Design of Radial Turbomachines Lechner, Christof; Seume, Jörg (Hrsg.): Stationäre Gasturbinen, Springer, Berlin et.al., 2006, ISBN 3540-42381-3 Anmeldung zur Lehrveranstaltung: - In der ersten Vorlesung Einteilung in Arbeitsgruppen für die Hausaufgaben: - In der ersten Übung Anmeldung zur Prüfung: - Im Prüfungsamt - Die jeweiligen Anmeldefristen sind der Studienordnung zu entnehmen

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Turbulenzmodellierung (CFD4) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Ziel dieses Moduls ist, gängige Modellierungsansätze zur numerischen Behandlung turbulenter Strömungen vorzustellen und ihre Einflussparameter aufzuzeigen. Neben dem Wissen um die numerische Modellbildung turbulenter Strömungen soll die Fähigkeit vermittelt werden Strömungssimulationen anwendungsorientiert aufzusetzen sowie insbesondere die Ergebnisse kritisch zu beurteilen. Zu diesem Zweck ist das Studium einzelner Modelle und die Implementierung von Auswertekriterien in gegebenen Rumpfprogrammen ein Teil der Qualifikation. Die Studenten werden durch die Veranstaltung befähigt verschiedene Modelle und Lösungsmethoden gegeneinander abzuwägen und auf neue und ungewöhnliche Strömungsprobleme anzuwenden. Sie sollen damit auch in die Lage versetzt werden völlig neue Simulationsaufgaben systematisch zu lösen und geeignete Simulationsverfahren anzuwenden. Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 30% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Turbulente Austauschmechanismen basieren auf Wechselwirkungen der zeitlichen und räumlichen Schwankungen von Druck, Dichte und Geschwindigkeit, welche sich über ein großes Spektrum unterschiedlicher Skalen erstrecken. Eine detaillierte Vorhersage der äußerst komplexen Transportprozesse verlangt die Auflösung sämtlicher Skalen durch die Diskretisierung des Simulationsverfahrens. Da dies für praxisnahe Anwendungen aufgrund endlicher Computerressourcen oft nicht möglich ist, gibt es verschiedene Simulationsverfahren, welche Modellannahmen zur Erfassung der nicht von der Diskretisierung aufgelösten Schwankungen verwenden. Die Qualität und Effizienz der numerischen Strömungsvorhersage mit diesen Verfahren hängt entscheidend vom problemangepassten Einsatz der einzelnen Verfahren ab. Schwerpunkt der Vorlesung ist aus diesem Grund die Vermittlung der mathematischen Grundlagen, Vorraussetzungen und Eigenschaften von Simulationsverfahren, gestaffelt nach Modellierungsgrad und Ressourceneinsatz. Darüber hinaus werden die wichtigsten Modelle klassifiziert sowie bezüglich ihrer Bedeutung und Anwendbarkeit physikalisch untersucht, wobei die hierzu notwendigen Grundkenntnisse turbulenter Strömungen erläutert werden. Im Weiteren setzt sich die Veranstaltung mit praxisrelevanten Aspekten der Strömungssimulation (Randbedingungen, Gittergenerierung, Beurteilungskriterien der Ergebnisse, etc.) auseinander. Das Verständnis für Brauchbarkeit und Praxisrelevanz einzelner Verfahren und Modelle wird untermauert durch deren beispielhafte Implementierung und detaillierte Untersuchung an einfachen, aber aussagekräftigen Strömungskonfigurationen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Modellbildung und Simulation turbulenter Strömungen

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte und teilweise Herleitung einzelner Verfahren und Modelle sowie Ansätzen zur Lösung. Übungen am Rechner zur vollständigen Bearbeitung (Modellbildung, Simulation und Auswertung) beispielhafter turbulenter Strömungskonfigurationen. Verschiedene Programme und Datensätze werden zur Verfügung gestellt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungsmechanik, allg. Programmierkenntnisse, numerische Mathematik b) wünschenswert: CFD II, Kenntnisse in FORTRAN77 und LINUX

6. Verwendbarkeit

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132

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 Stunden IV 60 Stunden 15 Wo. x 6 Stunden Hausaufgaben, Vor- und Nachbereitung 90 Stunden Summe 150 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende des Moduls.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 20

11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Ferziger & Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics Pope: Turbulent Flows Piquet: Turbulent Flows: Models and Physics Rotta: Turbulente Strömungen Wilcox: Turbulence Modelling for CFD Fröhlich: Large-Eddy Simulation turbulenter Strömungen

13. Sonstiges

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133

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Elektrische Antriebe

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Schäfer

Sekreteriat: EM 4

E-Mail: uwe.schä[email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Studierende, die dieses Modul wählen, sind nach erfolgreichem Abschluss in der Lage, industrielle Antriebe zu spezifizieren. Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Im Pflichtmodul "Elektrische Antriebe" werden die Grundlagen des stationären Betriebs drehzahlvariabler Antriebe aus Last, elektrischer Maschine, Umrichter und analoger Regelung vermittelt.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Elektrische Antriebe I Elektrische Antriebe I

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Lehrveranstaltungen bestehen aus Vorlesungen, Übung und Praktika. Die Vorlesungen vermitteln die theoretischen Grundlagen. In den Übungen werden anhand konkreter Beispiele Antriebe ausgelegt. Die Praktika beinhalten sowohl Simulationsaufgaben als auch praktische Aufgaben am Prüfstand.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Inhaltlich werden die Kenntnisse in Modulen "Elektrische Energiesysteme" vorausgesetzt.

6. Verwendbarkeit Wahlpflichtmodul in Bachelor Elektrotechnik/ Studienschwerpunkt Elektrische Energietechnik. Bei ausreichenden Kapazitäten auch als Wahlpflichtmodul in anderen Studiengängen wählbar.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte LV Art Berechnung Stunden 2 VL + 1 UE + 1 PR Präsenzzeit 4 * 15 60 VL Vor- und Nachbereitung 1 * 15 15 UE Vorbereitung 2 * 15 30 Ausarbeitung der PR-Versuche: 3 * 15 45 Vorbereitungszeit für Prüfungen 30 Summe: 180

8. Prüfung und Benotung des Moduls Die Übungen erfordern aktive Mitarbeit: Die Übungsaufgaben werden auf Teams von Studierenden aufgeteilt, dort mit Unterstützung durch wissenschaftliche Mitarbeiter vorbereitet und im Wechsel von den Teams im Plenum präsentiert. Die Praktikums-Versuche werden ebenfalls in Teamarbeit durchgeführt. Sie setzen sich aus je einem Vorbereitungstermin im Plenum und einem Versuchtermin mit dem Team zusammen. Die erfolgreiche Teilnahme an Übungen und Praktikum ist Voraussetzung für die abschließende schriftliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

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11. Anmeldeformalitäten Das Passwort zum Download der Veranstaltungs-Unterlagen und Details zur webbasierten Anmeldung für die Übung und das Praktikum werden in der Vorlesung bekannt gegeben. Die Anmeldung zur schriftlichen Prüfung erfolgt im Sekretariat EM 4.

10. Teilnehmer(innen)zahl 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://www.iee.tu-berlin.de

Literatur: Die Skripte enthalten Literaturhinweise

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Elemente der Mechatronik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. Heinz Lehr

6 Sekreteriat: EW 3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation ERWERB VON KENNTNISSEN: - Mechatronik im Umfeld von Maschinenbau und Elektrotechnik - Modelle mechanischer und elektrischer Komponenten - Dynamik mechanischer und elektrischer Systeme - Übertragungsverhalten von Systemen - Frequenzverhalten von Systemen - Einführung in die praktische Regelungstechnik - elektronische Aufnahme und Verarbeitung von Signalen - Wirkprinzipien von Linearaktoren - Aufbau und Auslegung elektromechanischer Linearaktoren - Funktionsprinzip von Klein- und Kleinstmotoren - dynamisches Verhalten elektromagnetischer Aktoren - Regelung eines Kleinmotors FERTIGKEITEN: - sicherer Umgang mit Beschleunigungssensoren - eigenständiger Aufbau von Mess- und Prüfständen, Auswertung der Ergebnisse - Auswahl problemangepasster Wandlerprinzipien für Linearaktoren - Beurteilung statischer und dynamischer Motorkennlinien - Anpassung des Verhaltens von Aktoren an die Regelstrecke - praxisrelevanter Einsatz von Stellgliedern und Reglern KOMPETENZEN: - Modellierung mechanischer und elektrischer Systeme - Berechnung magnetischer Kreise - Dimensionierung von elektromechanischen Linearaktoren und Kleinmotoren - praktische Reglerauslegung - Entscheidungsfähigkeit zur Wahl prozessangepasster Aktoren Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte VORLESUNGEN: - Mechatronik als Bindeglied zwischen Mechanik und Elektrotechnik - mechanische, elektrische und magnetische Elemente in der Aktorik - Dynamik mechanischer und elektrischer Systeme - Frequenzgang und Ortskurve - Übertragungsverhalten, Frequenzkennlinien - Beschreibung von Reglern und Regelstrecken - Regelungstechnik - elektromechanische Linearaktoren - elektrische Kleinmotoren ÜBUNGEN: - Beschleunigungssensoren: Funktion, Typen, Auswahlkriterien, Aufnahme der Kennlinie und Bestimmung der Grenzfrequenzen von Sensoren - Linearaktoren: Aufbau, Funktion, Wirkprinzipien, Aufnahme der statischen und dynamischen Kennlinien, quasistatische Positionsregelung - Kleinmotoren: Aufnahme der Drehmomentenkennlinie eines Gleichstrommotors, Drehmomentmessung bei verschiedenen Lastfällen, Aufbau der Regelstrecke, Einfluss der Regelparameter

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3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Elemente der Mechatronik Elemente der Mechatronik

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen VORLESUNGEN: - Vermittlung der Lehrinhalte (siehe Punkt 2), illustriert anhand vieler aktueller Beispiele aus der Praxis ÜBUNGEN: - Einführung in die Theorie - experimentelle Übungen zur Vertiefung des Lehrstoffs und zum Erwerb praktischer Fähigkeiten - Aufbau regelungstechnischer Prüfstände - Aufnahme eigener Messdaten, Auswertung der Messungen

5. Voraussetzungen für die Teilnahme erforderlich: - Messtechnik und Sensorik - BSc Maschinenbau oder - BSc Physikalische Ingenieurwissenschaften oder - BSc Medizintechnik oder - BSc Verkehrswesen oder - BSc Informationstechnik im Maschinenwesen wünschenswert: - Feinwerktechnik und elektromechanische Systeme - Geräteelektronik - Engineering Tools / Bachelor

6. Verwendbarkeit Geeignet für Master-Studiengänge mit folgenden Schwerpunkten: - Maschinenbau - Physikalische Ingenierswissenschaften - Biomedizinische Technik - Verkehrswesen - Informationstechnik im Maschinenwesen Das erworbene Know-how ist in allen ingenieurtechnischen Disziplinen einsetzbar, insbesondere in der Feinwerktechnik, Mechatronik, Medizintechnik ,Mess- und Automatisierungstechnik, Automobiltechnik.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Aufteilung der Arbeitszeit: 2 SWS Anwesenheit Vorlesung Mechatronik: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Nachbearbeitung der Vorlesung (Selbststudium): 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Anwesenheit Übung Mechatronik: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Vor- und Nachbereitung der Übungen (Selbststudium): 15 x 2 h = 30 h Vorbereitung auf die drei Kurztests: 3 x 10 h = 30 h Vorbereitung auf den Schlusstest: 30 h Summe: 180 h Gesamtaufwand über ein Semester: 180 h. Dies entspricht 6 Leistungspunkten.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen: Im Verlauf der Übungen weisen die Studierenden Kenntnisse anhand von drei Kurztests und einem frei zu formulierenden Schlusstest nach. Aus den Kurztests und dem Schlusstest ergibt sich die Abschlussnote.

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137

10. Teilnehmer(innen)zahl Für den experimentellen Teil der Übung ist eine Aufteilung in mehrere Gruppen erforderlich.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

11. Anmeldeformalitäten Verbindliche Anmeldung für die Übungen und Einteilung der Gruppen nach der ersten Vorlesung. Prüfungsmeldung: in den ersten vier Semesterwochen über das zentrale elektronische Anmeldesystem.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: www.fmt.tu-berlin.de unter Aktuelles


ja

nein

ja
nein Vorlesungs- und Übungsskript, passwortgeschützt:

Literatur: Roddeck, W., Einführung in die Mechatronik, Vieweg+Teubner Verlag, 2006, ISBN 3-8351-0071-8 Isermann, R., Mechatronische Systeme, Grundlagen, Springer Verlag, 1999, ISBN 3-540-64725-2 Bolton, W., Mechatronics, electronic control systems in mechanical and electrical engineering, Pearson, 2008, ISBN 978-0-13-240763-2

13. Sonstiges

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138

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Embedded Operating Systems

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. Hans-Ulrich Heiß

Sekreteriat: EN 10

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Students who have successfully finished this module have an advanced knowledge of operating systems for embedded systems. They are aware of the specific design aspects like realtime behavior, energy consumption, schedulability and fault tolerance and know of their interdependencies. They also have acquired practical training in low level programming of a specific embedded processor. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Embedded OS: Requirements for embedded systems; example application areas; embedded processor architecture; realtime scheduling; worst case execution time estimation, schedulability analysis; Dependable Systems: Basic notions and quantities, failure models, fault trees, availability analysis for composition, Byzantine protocols Hot Topics in OS: Current research topics in the area of embedded and realtime systems

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Embedded Operating Systems Dependable Systems Hot Topics in OS

LV-Art VL VL SE

LP 3 3 3

SWS 2 2 2

P/W/WP P WP WP

Semester Sommer Winter Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen The lecture conveys the material in traditional form. The tutorial encompasses interactive discussion of issues related to the lecture material. Students may present results of their assignments (homework).

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Basic (undergraduate) course on operating systems is required to follow the lectures.

6. Verwendbarkeit Master students of Computer Science and Computer Engineering

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Presence in lectures Presence in tutorials Pre- and postpreparation of classes assignments 60 Exam preparation 30

Course Type 3 1 2

Calculation Factor 15 15 15

Hours 45 15 30

8. Prüfung und Benotung des Moduls Oral examination

9. Dauer des Moduls 2 Semester Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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139

10. Teilnehmer(innen)zahl 11. Anmeldeformalitäten See homepage of module at http://kbs.tu-berlin.de

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://kbs.tu-berlin.de

Literatur:

13. Sonstiges

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140

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. R. King

9

Sekreteriat: ER 2/1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sollen: - befähigt sein, Regelungen für bekannte Aufgabenstellungen und für ein vollkommen neues Produkt oder eine neue, bisher nicht betrachtete Anlagenvariante aufzustellen - bestehende Systeme oder bereits implementierte Regelkreise unter Ausnutzung interdisziplinären Wissens analysieren und optimieren können - die Fähigkeit in "Systemen zu denken" beherrschen, - Kenntnisse über messtechnische Grundprinzipien haben und mit diesem Wissen nicht behandelte Messverfahren verstehen und ihre Verwendbarkeit, z. B. bezüglich Genauigkeit, Sensitivität, etc., beurteilen können, - mittels intensiver und eigener Beschäftigung mit dem Arbeitsfeld der Regelungstechnik Aufgaben lösen und aktuelle Fragestellungen aus den Anwendungsgebieten kritisch hinterfragen und verbessern können. Fachkompetenz: 20% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Regelungstechnik: Math. Modellierung von Systemen aus unterschiedlichen Fachdisziplinen; Darstellung im Zustandsraum und Bildbereich; Analyse der Regelstrecke und des geschlossenen Regelkreises, Synthese von linearen Reglern mit unterschiedlich leistungsfähigen Verfahren (Auslegungsregeln für PID, direkte Vorgabe, Frequenzkennlinienverfahren, usw.); Einführung mehrschleifige Regelkreise; Ausblick auf gehobene Verfahren; praktische Umsetzung der gefundenen Regler. Messtechnik: Grundlegende Strukturen, Einheitensystem, ausgewählte Prinzipien, Fehlerbetrachtung, Bussysteme, Grundmessgrößen (Druck, Temperatur, Füllstand, Durchfluss, etc.) Der methodenorientierte Charakter erfordert für viele Studierende eine intensive eigene Beschäftigung mit der Regelungstechnik. In Analytischen Übungen sollen die Studierenden daher unter Anleitung Aufgaben lösen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik Analytische Übung zu Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik

LV-Art VL UE

LP 6 3

SWS 4 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen und analytische Übungen zum Einsatz. In den analytischen Übungen werden die Aufgaben mit Unterstützung des Lehrenden gelöst.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Wünschenswert: Alle mathematischen Grundvorlesungen, insbesondere auch zu Differentialgleichungen (ITPDGL oder gew. DGL). Mindestens ein Modul, in dem die Modellierung von dynamischen Systemen behandelt wurde (z.B. Energie-, Impuls- und Stofftransport oder Mechanik II) Grundlagen der Elektrotechnik.

6. Verwendbarkeit

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

141

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Prüfung. Es werden zwei Mal im Jahr Schriftliche Prüfungen angeboten (üblicherweise Anfang März und Ende September). Voraussetzung für die Teilnahme ist ein mit Erfolg bestandener Übungsschein zur zugehörigen analytischen Übung. Präsenzzeit VL: 4 SWS* 15 Wochen = 60 h Vor- und Nachbereitung VL: 15 Wochen* 4 h = 60 h Präsenzzeit Anal. Übg.: 2 SWS* 15 Wochen = 30 h Vor- und Nachbereitung Anal. Übg: 15 Wochen* 4 h = 60 h Vorbereitung Prüfung: 1 Woche = 40 h Summe= 264 h, d.h. 9 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul mit der VL "Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik " kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: VL unbeschränkt; Analyt. Übung: unbeschränkt;

11. Anmeldeformalitäten Für die VL und Anal. Übungen sind keine Anmeldungen erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: berlin.de/menue/studium_lehre/lehrangebot/

ja
nein Sekretariat ER 2/1 ja
nein http://www.mrt.tu-

Literatur: siehe VL-Skript

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

142

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Auf den Vorlesungen zur Dynamik im Grundstudium aufbauende einführende Veranstaltung in die mechanischen Schwingungen Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Klassifizierung von Schwingungen, Lösen von Differentialgleichungen, Schwinger mit einem Freiheitsgrad, Schwinger mit endlich vielen Freiheitsgraden, Dynamik von Kontinua.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen. Es ist Grundlage für weitere vertiefende Module der Mechanischen Schwingungslehre, nämlich "Nichtlineare und Chaotische Schwingungen" und "Schwingungsbeeinflussung und Schwingungsisolation in Maschinensystemen".

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

143

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: - H. Dresig, F. Holzweißig: Maschinendynamik. Springer 2004. - P. Hagedorn, S. Otterbein: Technische Schwingungslehre Band 1. Springer 1987.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

144

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mechatronik und Systemdynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul zeigt eine Einführung in die Systemtheorie anhand mechatronischer Systeme. Dabei wird eine einheitliche Systembeschreibung gewählt. Auf Stabilitätsanalysen folgt die Betrachtung der Möglichkeiten der Beeinflussung durch Regelung. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 50%
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Einführung, Aktoren/Sensoren: elektrodynamisch, elektromagnetisch, hydraulisch, piezokeramisch; Dynamik mechanischer Systeme: MKS, Stabilität nach Ljapunow; Regelungstechnik: Linearer Reglerentwurf, Beobachter; Beispiele, Exkursion.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mechatronik und Systemdynamik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

145

11. Anmeldeformalitäten keine

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: 1] B. Heimann, W. Gerth, K. Popp: Mechatronik: - Komponenten, Methoden, Beispiele - . Fachbuchverlag Leipzig, 2003. [2] R. Isermann. Mechatronische Systeme: - Grundlagen - . Studienausgabe Springer-Verlag, 1999. [3] D. K. Miu: Mechatronics - Electromechanics and Contromechanics - . Springer-Verlag, 1993. [4] H. Janocha (Hrsg.): Aktoren - Grundlagen und Anwendungen - . Springer-Verlag, 1992. [5] M. Riemer, J. Wauer, W. Wedig: Mathematische Methoden der Technischen Mechanik. SpringerVerlag, 1993. [6] J. Lunze: Regelungstechnik I und II, Springer-Verlag, 2004.

13. Sonstiges Vorlesung wird nicht jedes Sommersemester angeboten

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

146

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mehrgrößenregelung im Zeitbereich Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. R. King

8 Sekreteriat: ER 2/1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: der Analyse und Synthese von Reglern im Zustandsraum der modellgestützten Messung mit Beobachtern der optimalen Steuerung und Regelung der modellprädiktiven Regelung Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Im Gegensatz zum Grundlagenmodul finden nun die meisten Betrachtungen in dem für viele zugänglicheren Zeitbereich statt. Inhalte sind im Einzelnen: Beispiele für Zustandsraummodelle; Bezug zu den Darstellungen im Bildbereich; Mehrgrößensysteme im Bildbereich; Charakterisierung linearer Systeme (Stabilität, Beobachtbarkeit, Steuerbarkeit); Synthese linearer Regelkreise im Mehrgrößenfall (Polvorgabe, eigenstructure assignement, opt. Regelung, etc.); Zustandsbeobachter; Kalman-Filter; Einführung Stochastik; Stabilität in nichtlin. Systemen; Reglerentwurf für nichtlin. Systeme. Der methodenorientierte Charakter erfordert für viele Studierende auch in dieser Veranstaltung eine intensive eigene Beschäftigung mit der Regelungstechnik. In Analytischen Übungen sollen die Studierenden daher unter Anleitung Aufgaben lösen. Experimentelle Übungen zeigen insbesondere auch die Probleme der Abstraktion von einer konkreten technischen Anlage zur mathematischen Beschreibung und spezielle Probleme der Echtzeitanwendung auf. SPI: Testsignale, least squares Verfahren, prediction error Methoden, Maximum likelihood Methode, nichtlineare Optimierung, Optimale Versuchsplanung, Einführung in die Stochastik

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mehrgrößenregelung im Zeitbereich Analytische Übung zu Mehrgrößenregelung im Zeitbereich Experimentelle Übungen zur Mehrgrößenregelung im Zeitbereich

LV-Art VL UE

LP 4 2

SWS 4 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

PR

2

2

P

Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen, analytische Übungen, Seminare und Praktika zum Einsatz, wobei in der Übung und im Praktikum auch Rechnerwerkzeuge verwendet werden. Praktika erfolgen in Kleingruppen, wobei die Versuchsauswertung und Protokollierung selbständig durchgeführt werden. In den analytischen Übungen werden die Aufgaben mit Unterstützung des Lehrenden gelöst.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: "Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik" b) erwünscht: Kenntnisse von MATLAB/SIMULINK z.B. aus "Rechnergestützte Übungen zu RT I"

6. Verwendbarkeit

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung: 20% schriftlicher Übungsschein zu den Analytischen Übungen, 20% Benotung des Praktikums mit Protokoll, 60% mündliche Aussprache. Präsenzzeit VL: 14 Wochen zu 4 SWS: 56 h Vor- und Nachbereitung VL: 14 Wochen zu 2 SWS: 28 h Präsenzzeit Anal. Ü.: 14 Wochen zu 2 SWS: 28 h Vor- und Nachbereitung Anal. Ü.: 14 Wochen zu 2 SWS: 28 h Vorbereitung Prüfung: 40 h Präsenzzeit Praktikum: 40 h Vorbereitung Praktikum: 10h Auswertung Praktikum: 10 h 240 h, d.h. 8 LP

9. Dauer des Moduls Das im SoSe stattfindende Modul mit der VL " Mehrgrößenregelung im Zeitbereich " kann üblicherweise bis spätestens November des folgenden WiSe abgeschlossen werden, da die experimentellen Übungen erst nach Besuch der Veranstaltung absolviert werden können.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: unbeschränkt

11. Anmeldeformalitäten Für die VL und Analyt. Übungen sind keine Anmeldungen erforderlich. Für das Praktikum werden in der VL, unter mrt.tu-berlin.de bzw. am schwarzen Brett Hinweise gegeben.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: berlin.de/menue/studium_lehre/lehrangebot/

ja
nein Sekretariat ER 2/1 ja
nein http://www.mrt.tu-

Literatur: Literatur: siehe VL-Skript

13. Sonstiges Diese Veranstaltung ersetzt "Regelungstechnik II"

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Schwingungsmesstechnik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Einführung in die Grundlagen und praktische Anwendungen der Meßtechnik bezogen auf die Messung mechanischer Schwingungen technischer Systeme. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Elemente der Meßkette; Lineare Schwinger mit 1 FHG; Signalanalyse: Fouriertransformation, DFT, FFT, Fehler, statistische Größen; Experimentelle Ermittlung von Übertragungsfunktionen; Experimentelle Ermittlung von Systemparametern; Sensoren; Systeme mit endlich vielen FHG.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Schwingungsmesstechnik Schwingungsmesstechnik

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Erarbeitung der theoretischen Grundlagen in der Vorlesung. In den Übungen praktische und experimentelle Anwendungen des Vorlesungsstoffs.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik (insbesondere Dynamik) und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten

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12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur:

13. Sonstiges

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150

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Analog- und Digitalelektronik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Orglmeister

6 Sekreteriat: EN 3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Aufbauend auf den Grundlagen der Schaltungstechnik und Prozessorelektronik sollen die theoretischen Grundlagen zur Entwicklung systemelektronischer Baugruppen gelegt werden. Im Rahmen des zusätzlich wählbaren Moduls „Projekt Elektronik“ erfolgt die praktische Umsetzung innerhalb eines frei wählbaren Projektes in Gruppenarbeit. Dabei haben neben der rein fachlichen Qualifikation auch die Teamarbeit und das Projektmanagement einen hohen Stellenwert. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 50%
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte In der Vorlesung werden die Funktionen analoger und digitaler elektronischer Komponenten und Systeme sowie deren Entwurf und die Systemintegration vermittelt. Konkrete Inhalte sind Operationsverstärkerschaltungen, Filterschaltungen, Oszillatoren, PLL, AD-/DA-Umsetzer, programmierbare Logik und Spezialgebiete aus der Mikro- und Signalprozessortechnik. Innerhalb der Übungen werden Rechen- und Entwurfsbeispiele betrachtet. Optional besteht durch die zusätzliche Wahl des Moduls „Projekt Elektronik“ die Möglichkeit im Team mit ca. acht Personen in einem frei wählbaren Projekt den Entwurf, Aufbau und Test eines elektronischen Systems in Hardware durchzuführen, wobei neben den fachlichen Inhalten auch die Teamarbeit und das Projektmanagement von Bedeutung sind.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Analog-und Digitalelektronik Analog-und Digitalelektronik

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul wird in Form von Vorlesungen und Übungen mit Hausaufgaben abgehalten.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Inhaltlich werden Kenntnisse in den Modulen "Schaltungstechnik", "Mikroprozessortechnik" und "Datenstrukturen und Algorithmen im imperativen Stil" und "Integraltransformationen und partielle Differentialgleichung" vorausgesetzt.

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6. Verwendbarkeit Pflichtmodul in Bachelor Elektrotechnik, Wahlpflichtmodul in Technische Informatik und Master Wi.-Ing. (mit Ingenieurswissenschaft Elektrotechnik). Bei ausreichenden Kapazität auch als Wahlpflichtmodul in anderen Studiengängen wählbar.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte LV - Art

Berechnung

Stunden

2 SWS VL Präsenzzeit

2 * 15h

30

2 SWS UE Präsenzzeit

2 * 15h

30

Nachbereitung des Vorlesungsstoffes 2 * 15h

30

Rechnender Übungsaufgaben 2 * 15h Prüfungsvorbereitung

30

60

60

Summe:

180

8. Prüfung und Benotung des Moduls Das Modul wird durch schrifliche Prüfung in Form einer Klausur abgeprüft.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden

10. Teilnehmer(innen)zahl offen

11. Anmeldeformalitäten Eine Anmeldung ist nicht erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja


nein


ja

nein

Literatur: Tietze, U. Schenk, CH.: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag, Berlin, 2002 Franco, S.: Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits. McGraw Hill , 1998.

Weitere aktuelle Literaturhinweise erfogen in der Lehrveranstaltung

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Automatisierungstechnik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. J. Krüger

6 Sekreteriat: PTZ 5

E-Mail: [email protected] http://www.iat.tu-berlin.de

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Nach erfolgreichem Bestehen des Moduls verfügen die Studierenden über umfangreiche Kenntnisse im Bereich der industriellen Automatisierungstechnik, dazu gehören die Teilgebiete: - Aktorik - Sensorik - Steuerungstechnik - Kommunikation - Informationstechnik - Sicherheitstechnik Aufbauend auf dem erworbenen Wissen werden Methoden- und Systemkompetenzen vermittelt : - Befähigung zur Auswahl, Beurteilung und Auslegung von einzelnen automatisierungstechnischen Komponenten und Verfahren (Antiebe, Sensoren, Steuerungen...) - Integration einzelner Komponenten in automatisierte Systeme - Konzeption und Durchführung von Aufgaben aus dem Bereich der Steuerungs- und Regelungstechnik - Nutzen standartisierter Schnittstellen zur informationstechnischen Systemintegration - Berücksichtigung von Sicherheits- und Kommunikationsaspekten Der Studierende erlangt Kompetenzen zum ganzheitlichen Entwurf und zur Realisierungen von automatisierungstechnischen Systemen. Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 35% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Das Modul setzt sich aus den Veranstaltungen Automatisierungstechnik I und Automatisierungstechnik II zusammen. In diesem Modul sollen weiterführende Themen aus den Bereichen Steuerungs- und Regelungstechnik sowie Sensorik und Kommunikationstechnik in der Automatisierung vermittelt werden. AUT I: - Handhabung, Materialfluss - Sicherheit automatisierter Anlagen - Antriebe zur Lageeinstellung (elektrisch, hydraulisch, pneumatisch) - verteilte Steuerungssysteme (Bussysteme, Kommunikation) - Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) AUT II: - Eigenschaften von Übertragungsgliedern und Aufbau geschlossener Regelkreise - Stabilität geschlossener Regelkreise - Reglerentwurf speziell an Fertigungsmaschinen i. d. Praxis - Industrielle Roboterkinematik - Steuerungsentwurf (Petrinetze) und deren Umsetzung in Logik - Softwarepakete zum Steuerungsentwurf - Prozessüberwachung - Prozessvisualisierung - visuelle Sensorsysteme

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es finden verschiedene Präsentationsformen Verwendung, z.B. PP-Präsentation, Vorrechnung/Herleitungen auf Tafel/Overheadprojektor, Matlab-Vorführungen, etc. Der Praxisbezug wird durch entsprechende Rechenbeispiele und den Einsatz gängiger Tools, wie Matlab/Simulink hergestellt. Zusätzlich werden ausgewählte Themenbereiche durch Studenten erarbeitet und präsentiert.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Automatisierungstechnik I Automatisierungstechnik II

LV-Art VL VL

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Sommer

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) Erforderlich BSc in ingenieurtechnischem Studienfach b) Wünschenswert: LV Grundlagen der Automatisierungstechnik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist geeignet für die Studiengänge: - Maschinenbau - Physikalische Ingenieurwissenschaft - Informationstechnik im Maschinenwesen - Elektrotechnik - Technische Informatik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h; dies entspricht 6 LP (bei 1LP für 30 h Arbeitsstunden) Zusammensetzung Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium (einschließlich Prüfung und Prüfungsvorbereitung): 120 h

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung findet über das ISIS-System statt.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein https://www.isis.tu-berlin.de

Literatur: M. Weck, Werkzeugmaschinen - Fertigungssysteme, Teil 4 Automatisierung von Maschinen und Anlagen, Springer Lehrbuch H.-J. Gevatter, U. Grünhaupt; Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik in der Produktion, Springer Lehrbuch Busch, Nikolay , Adam; Sensoren für die Produktionstechnik King, Systemtechnische Grunglagen der Mess- und Regelungstechnik

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13. Sonstiges Mehr Informationen unter http://www.iat.tu-berlin.de

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Bildgestützte Automatisierung I Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. J. Krüger

6 Sekreteriat: PTZ-5

E-Mail: [email protected] http://www.iat.tu-berlin.de

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Absolventen des Moduls verfügen über: - Kenntnisse in typischen Anforderungen und praktischen Lösungen von Bildverarbeitungssystemen zur Steuerung und Regelung in der Produktionstechnik und Qualitätskontrolle - Fertigkeiten im Umgang mit Optiken, Kameras, Beleuchtungen, Rechnern sowie Softwaretools - Kompetenzen in: * Auswahl und Integration von Komponenten industrieller Bildverarbeitungssysteme * Optik (Abbildungsgesetze, Farbspektrum, Sensorprinzipien) * Bedienung mehrerer industrieller Bildverarbeitungssoftware * Auswahl und Berechnung anwendungsfallbezogen relevanter Merkmale aus Bilddaten * grundlegenden Methoden von Bildverarbeitungsoperatoren * Anwendung ingenieurwissenschaftlicher Methoden zur Anfertigung von Protokollen der Experimente Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Die Vorlesung Bildgestützte Automatisierung vermittelt anhand unterschiedlicher Praxisbeispiele (z.B. optische Fehlerprüfung von Glasrohr, optische Vermessung von Radsätzen, Zeichen- und Objekterkennung) das breite Anwendungsspektrum der Bildverarbeitung zur Automatisierung industrieller Prozesse. Dabei werden die Grundlagen der digitalen Bildverarbeitung vermittelt: Visuelle Wahrnehmung, Farbräume, Bilderfassung (Optiken, Beleuchtung, bildgebende Sensoren, Kalibrierung), Bildverarbeitung (Kantenfilter, Rauschunterdrückung), Grundlagen der Mustererkennung. In der Übung Bildgestützte Automatisierung werden überwiegend Problemstellungen aus der industriellen Bildverarbeitung aufgegriffen. Dazu werden beispielsweise anhand eines Zeilenkameraaufbaus Webfehler in Textilien erkannt, mit einer industriellen Flächenkamera die Positionierung von Chips auf einer Platine überprüft oder mit einer intelligenten Kamera Signale an eine SPS ausgegeben. Die Auswahl und Kalibrierung von Objektiven und Beleuchtung wird durchgeführt. Unterschiedliche Verfahren zur Rauschunterdrückung und Mustererkennung werden anwendungsbezogen genutzt. Es werden grafische Entwicklungsumgebungen professioneller industrieller Bildverarbeitungssoftwarehersteller eingeführt und angewendet.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Bildgestützte Automatisierung I Bildgestützte Automatisierung I

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen In der Vorlesung finden verschiedene didaktische Mittel Anwendung, die eine Unterstützung der Lehre und des Lernens bieten, wie u.a. Mindmap und Metaplan. Experimentelle und analytische Gruppenübungen lehren den praktischen Einsatz von Versuchaufbauten, die den gegenwärtigen Stand der Technik industrieller Maschinensysteme repräsentieren. Die Übungen beinhalten darauf aufbauend mündliche Diskussionsrunden, die eine gezielte Förderung der Studenten ermöglicht.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: BSc in ingenieurtechnischem Studienfach b) wünschenswert: -

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6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 6 LP Kontaktzeit: 90 h - (6 SWS x 15 W.) Selbststudium: 90 h - (Vor- Nachbearbeitung, Prüfungsvorbereitung, Prüfung) Dieses Modul ist unter anderem geeignet für die Masterstudiengänge: - Produktionstechnik - Konstruktion und Fertigung - Physikalische Ingenieurwissenschaft - Elektrotechnik - Informationstechnik im Maschinenwesen - Technische Informatik

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsform ist Prüfungsäquivalente Studienleistungen. Die Gesamtbenotung ergibt sich aus einer mündliche Rücksprache (Anteil an der Gesamtnote 60%) und den Übungsabnahmen.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl für die Übung ist auf max. 12 Personen beschränkt.

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung für die Übung findet über das ISIS-System statt.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein https://www.isis.tu-berlin.de

Literatur: C. Demant, Industrielle Bildverarbeitung B. Jähne, Digitale Bildverarbeitung H. Bässmann, J. Kreyss; Bildverarbeitung Ad Oculos (für den Optik Teil) C.-E.Liedtke, M. Ender; Wissensbasierte Bildverarbeitung G. Bradski, A. Kaehler; Learning OpenCV - Computer Vision with the OpenCV Library

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Digitalelektronik und Mikrocontrollerprogrammierung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. Heinz Lehr

6

Sekreteriat: EW 3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation ERWERB VON KENNTNISSEN: - Funktion und Aufbau digitaler Elektronikbausteine - Minimierung von Schaltungsgliedern - Funktion von Kippschaltungen - Aufbau und Funktion von Zählerschaltungen - Prinzipien der digitalen Frequenzmessung - digitale Bauelemente der Mess- und Steuerungstechnik - Aufbau und Funktion von Rechenschaltungen - Aufbau und Funktion von Mikroprozessoren - Prinzipien der Assemblerprogrammierung - digitale und analoge Datenein- und -ausgabe - Motoransteuerung für Drehzahl, Vor- und Rücklauf FERTIGKEITEN: - grundlegendes Verständnis von digitalen Bausteinen und Schaltungen - sicherer Umgang mit digitalen Schaltungen - Verständnis für die Arbeitsweise von Mikroprozessoren - Programmieren in Assembler - Implementierung einfacher Regelungen mit Mikrocontrollern KOMPETENZEN: - eigenständiger Entwurf von digitalen Schaltungen - praxis-, funktions- und preisgerechte Auswahl der Schaltungsglieder - Auswahl geeigneter Mikrocontroller für technische Anwendungen - selbständige Problemlösung durch Einsatz geeigneter Digitalschaltungen und Mikrocontroller Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

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2. Inhalte 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung LV-Art Digitalelektronik und VL Mikrocontrollerprogrammierung Digitalelektronik und UE Mikrocontrollerprogrammierung VORLESUNGEN: - Grundelemente der Digitalelektronik - binäres Schaltnetz, Vereinfachung Schaltungsaufbau - Kippschaltungen - Asynchron- und Synchronzähler - digitale Frequenzmessung - Speicher, Schieberegister, Multiplexer - Rechenschaltungen - Aufbau und Funktion von Mikroprozessoren - Grundlagen der Assemblerprogrammierung - Umgang mit Timer, Port und Interrupt - digitale und analoge Datenein- und Datenausgabe - Datenauslese von Sensoren - Ansteuerung von Motoren

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

3

2

P

Winter

ÜBUNGEN: - Verknüpfungsglieder - binäres Schaltnetz - Kippschaltungen - Asynchronzähler, Synchronzähler - Zähleranwendungen, Frequenzmessung - Speicher, Schieberegister, Multiplexer - Addierer, Subtrahierer, arithmetische und logische Einheit - Einführung Mikroprozessor - Einführung Assembler - Umgang mit der Entwicklungsumgebung - Struktogramme, Einführung in die Programmierung, Algorithmen, Schleifen, Subroutinen - Ausgabe von Daten, Motoransteuerung (vorwärts, rückwärts), Ports, Tristates - Einlesen von Daten, digital, analog - Pulsbreitenmodulation (PWM), Timer, Interrupts - Regelung, Kollisionsvermeidung - Ansteuerung von Schnittstellen

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen VORLESUNGEN: - Vermittlung der Lehrinhalte (siehe Punkt 2), illustriert anhand vieler aktueller Beispiele aus der Praxis ÜBUNGEN: - kurzer Theorieüberblick - experimentelle Übungen zur Vertiefung des Lehrstoffs und zum Erwerb praktischer Fähigkeiten - Aufnahme eigener Messdaten, Auswertung der Messungen, Hausaufgaben

5. Voraussetzungen für die Teilnahme erforderlich: - Messtechnik und Sensorik wünschenswert: - Geräteelektronik / Bachelor

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6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Aufteilung der Arbeitszeit: 2 SWS Anwesenheit Vorlesung Digitalelektronik und Mikrocontrollerprogrammierung: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Nachbearbeitung der Vorlesung (Selbststudium): 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Anwesenheit Übung Digitalelektronik und Mikrocontrollerprogrammierung: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Vor- und Nachbereitung der Übungen (Selbststudium): 15 x 2 h = 30 h Hausaufgaben: 15 x 2 h = 30 h Vorbereitung auf die Tests: 30 h Summe: 180 h Gesamtaufwand über ein Semester: 180 h. Dies entspricht 6 Leistungspunkten. Geeignet für Bachelor- und Master-Studiengänge mit folgenden Schwerpunkten: - Maschinenbau - Physikalische Ingenieurwissenschaften - Biomedizinische Technik - Verkehrswesen - Informationstechnik im Maschinenwesen Das erworbene Know-how ist in allen ingenieurtechnischen Disziplinen einsetzbar, insbesondere in der Feinwerktechnik, Mechatronik, Medizintechnik, Mess- und Automatisierungstechnik, Automobiltechnik.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen: Im Verlauf der Übungen weisen die Studierenden ihre erworbenen Kenntnisse anhand von zwei schriftlichen Tests nach. Aus diesen beiden Tests ergibt sich die Abschlussnote.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Für den experimentellen Teil der Übung ist eine Aufteilung in Zweiergruppen erforderlich.

11. Anmeldeformalitäten Verbindliche Anmeldung für die Übungen und Einteilung der Gruppen nach der ersten Vorlesung. Prüfungsmeldung: in den ersten vier Semesterwochen über das zentrale elektronische Anmeldesystem.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: unter Aktuelles

ja
nein Ausgabe vor jeder Vorlesung, kostenlos ja
nein Übungsskript, passwortgeschützt: www.fmt.tu-berlin.de

Literatur: Bolton, W., Mechatronics, electronic control systems in mechanical and electrical engineerings, Pearson, 2008, ISBN 978-0-13-240763-2 Borgmeyer, J., Grundlagen der Digitalelektronik, Carl Hanser Verlag, 2001, ISBN 3-446-21564-6 Lichtberger, B., Praktische Digitaltechnik, 8. / 9. / 10. Auflage, Springer - Verlag, Berlin, ISBN 3-54056184-6

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Leistungselektronik

9

Verantwortliche/-r des Moduls: N.N.

Sekreteriat: E2

E-Mail:

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden lernen das Erzeugen, Steuern und Umformen elektrischer Energie kennen; beides ist ein wichtiger Teil moderner Energieanlagen und Industrieprozesse Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 30% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Das Modul Leistungselektronik enthält die Teilmodule Leistungselektronik I (4 SWS) und Leistungselektronik II (2 SWS). Die Leistungselektronik behandelt den physikalischen Aufbau und das Schaltverhalten von Halbleiterbauelementen, die im wesentlichen das Ein- und Ausschalten von kleinen Leistungen bis zu sehr großen Leistungen im MW-Bereich ermöglichen, sowie das stationäre und dynamische Verhalten der damit verbundenen Schaltungen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Leistungselektronik I Leistungselektronik I Leistungselektronik II

LV-Art VL UE VL

LP 3 3 3

SWS 2 2 2

P/W/WP P P P

Semester Sommer Sommer Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Lehrinhalte werden vermittelt durch Vorlesungen und eine Übung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme 6. Verwendbarkeit Das Modul kann innerhalb des Bachelorstudiums Elektrotechnik in der Studienrichtung Elektrische Energietechnik gewählt werden.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 VL + 2 UE Präsenzzeit: 4 VL Vor- und Nachbereitung: Bearbeitung der Übungsaufgaben: Vorbereitungszeit für Prüfungen: Summe:

6 * 15 = 90 4 * 15 = 60 3 * 15 = 45 60 255

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 2 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 11. Anmeldeformalitäten

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

161

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: zur Verfügung gestellt Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Die Skripte in Papierform werden ggf. in den Vorlesungen
ja

nein

Literatur: Die Skripte enthalten Literaturhinweise

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

162

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mechatronik in industrieller Anwendung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. v. Wagner / Prof. Meinke

3 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul zeigt mechatronischer Systeme in industrieller Anwendung und damit die Verknüpfung von Mechanik, Regelungstechnik und Informatik an praktischen Beispielen. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 25%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Aufgaben mechatronischer Systeme, Komponenten mechatronischer Systeme, Prozessoren für die Mechatronik, Kommunikationssysteme, Informatikanwendungen in der Mechatronik, Anwendungen und Beispiele

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mechatronik in industrieller Anwendung

LV-Art IV

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 30 h Selbststudium und Hausaufgaben: 35 h Prüfungsvorbereitung: 25 h Summe 90 h entsprechend 3 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende der Vorlesung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

163

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Messtechnische Übungen: Messung mechanischer Schwingungen Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

2

Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Praktische Einführung in die Meßtechnik für mechanische Schwingungen technischer Systeme. Fachkompetenz: 20% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 40%
Sozialkompetenz:

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Kombination mit "Systemdynamik in industrieller Anwendung" oder "Schwingungen rotierender Systeme" zur Erreichung von 6 ECTS-Punkten sinnvoll Skript in Papierform vorhanden: ja
nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Prof. Meinke Skripte in elektronischer Form vorhanden:
ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: Literatur: Empfohlene Literatur: 1) Bradley D.A., Dawson D., Mechatronics - Electronics in Products and Burd N.C., Loader A.J.: Processes, Chapman & Hall, (1993) ISBN 0 412 58290 2 2) Hesselmann, Norbert: Digitale Signalverarbeitung, Vogel Buchverlag Würzburg, (1987), ISBN 3 8023 0707 0 3) Sonde G,. Hoekstein K.: Einstieg in die digitalen Modulationsverfahren, Francis Verlag, (1992), ISBN 3 7723 5872 1 4) Menz W., Bley P.: Mikrosystemtechnik für Ingenieure, VCH Verlagsgesellschaft, ISBN 3 5272 9003 6, 1993. 5) Hochbruck H., Knothe K., Systemdynamik der Eisenbahn, Hestra Verlag Meinke P. (Herausg.): (1994), ISBN 3 7710 254 7 6) Bremer, H.: Dynamik und Regelung mechanischer Systeme. Stuttgart: Teubner Verlag, (1988), ISBN 3 519 02369 5 7) Popp, K., Schiehlen, W.: Fahrzeugdynamik. Stuttgart: Teubner - Verlag (1993). ISBN 3 519 023773 3 8) Mertins, A.: Signaltheorie, Teubner-Verlag Stuttgart (1996) 9 ) Bolton, W.: Bausteine mechatronischer Systeme, 3. Auflage Pearson Studium (2004), ISBN 3-82737098-1

2. Inhalte Vorstellung der wichtigsten Meßgeräte und deren Eigenschaften zur Untersuchung von mechanischen Schwingungen. Aufnahme von Vergrößerungsfunktionen und Phasengängen; Untersuchung von Schwingungen einer mechanischen Struktur mit Hilfe von induktiven und piezoelektrischen Aufnehmern. Frequenzanalyse periodischer Schwingungen. Modalanalyse.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Messtechnische Übungen II

LV-Art UE

LP 2

SWS 2

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Praktische messtechnische Übung

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6. Verwendbarkeit Abdeckung der Messtechnischen Übung II in den Studiengängen Maschinenbau, Physikalische Ingenieurwissenschaften und anderen

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik (insbesondere Dynamik) und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 30 h Selbststudium und Vorbereitung: 30 h Summe 60 h entsprechend 2 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Übungsschein wird aufgrund erfolgreicher Teilnahme an Kolloquien zu jedem Versuch und erfolgreicher Durchführung der Messungen erteilt.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Max. 40

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur:

13. Sonstiges

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165

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Ölhydraulische Antriebe und Steuerungssysteme Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Henning Meyer

6

Sekreteriat: W1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: - über hydrostatische und hydrodynamische Systeme - über den Aufbau hydrostatischer Grundkomponenten, wie Pumpen, Motoren und Ventilen - über Sensorik, Aktorik und Regelungstechnik ind hydrostatischen Systemen - über beispielhafte Anwendungen Fertigkeiten: - systemorientiertes Problemlösen - Entwicklung und Dimensionierung hydrostatischer Systeme Kompetenzen: - Befähigung zur Lösung von komplexen, mechatronischen Entwicklungsaufgaben unter Berücksichtigung hydrostatischer Systeme - Befähigung zur Beurteilung hydrostatischer Antriebs- und Steuerungssysteme unter Berücksichtigung ökologischer, ökonomischer, technischer und sozialer Aspekte Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte 1 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Grundlagen der Hydrostatik, Hydrodynamik und Pneumatik Druckflüssigkeiten Grundkomponenten hydraulischer Systeme, wie Pumpen, Motoren, Ventile usw. Steuerung und Regelung fluidtechnischer Antriebe Planung und Betrieb hydrostatischer Anlagen als Beispiel für fluidtechnische Systeme Anwendungsbeispiele aus der Fahrzeugtechnik und dem Maschinenbau Modellierung und Simulation fluidtechnischer Komponenten und Systeme mit Matlab/Simulink

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Ölhydraulische Antriebe und Steuerungssysteme Ölhydraulische Antriebe und Steuerungssysteme

LV-Art UE VL

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung: 1. Veranstaltung in einer Großgruppe zur Vermittlung der Lehrinhalte und Zusammenhänge Übung: 2. Übungen und Rechnerübungen zur Vertiefung und Anwendung des Vorlesungsstoffes 3. Referat über ein fachrelevantes Thema

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert:

6. Verwendbarkeit Verwendbar in allen technischen Studiengängen, die ein fundiertes und sicheres Beherrschen der oben genannten Ziele verlangen, wie Maschinenbau, Verkehrswesen, Informationstechnik im Maschinenwesen, Physikalische Ingenieurwissenschaften.

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen 2 SWS VL (Präsenz) 15 x 2 h = 30 h 2 SWS UE (Präsenz) 15 x 2 h = 30 h Vor- u. Nachbereitung, individuelles Studium 15 x 2 h = 30 h Rechnerübungen zur Modellierung und Simulation = 15 h Hausaufgaben zu den Rechnerübungen = 15 h Referat = 30 h Prüfungsvorbereitung = 30 h S 180 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Einschränkung

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung entsprechend der jeweiligen Prüfungsordnung

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.km.tu-berlin.de

Literatur: Literatur: 1. Karl Theodor Renius, Hans Jürgen Matthies: Einführung in die Ölhydraulik. 5., bearb. Auflage. Teubner B.G. GmbH, August 2006 2. Findeisen, Dietmar: Ölhydraulik. Handbuch für die hydrostatische Leistungsübertragung in der Fluidtechnik. 5. Auflage, Springer Verlag. Berlin. 2006 3. Murrenhoff, H.: Grundlagen der Fluidtechnik Teil 1: Hydraulik. 3. Aufl. Shaker Verlag, Aachen. 2001 4. Murrenhoff, H.: Grundlagen der Fluidtechnik Teil 2: Pneumatik. 1. Aufl. Shaker Verlag, Aachen, 1999

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Photonik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. Heinz Lehr

6 Sekreteriat: EW 3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation ERWERB VON KENNTNISSEN: - Aufbau von Lichtquellen, Einsatzmöglichkeiten - formale Beschreibung der elektromagnetischen Strahlung - optische Verfahren in der Mess- und Kommunikationstechnik - Aufbau Laser, Ausbreitung der Laserstrahlung, Anwendungen - optische Grenzflächen, Entspiegelungstechniken - Aufbau und Strahlengang optischer Instrumente - Grenzen der Abbildungsgenauigkeit mit optischen Instrumenten - interferometrische Messverfahren, Anwendungen - optische Gitter und Spektralapparate - Aufbau und Funktion optischer Sensoren FERTIGKEITEN: - grundlegendes Verständnis der Anwendung optischer Prinzipien in der Technik - ingenieurtechnischer Umgang mit Lichtquellen und optischen Instrumenten - Anwendung optischer Instrumente in der Messtechnik - Einsatz abbildender Verfahren zur Bilderzeugung - optische Verfahren in der Kommunikationstechnik - eigenständiger Entwurf und Aufbau optischer Geräte - Fähigkeit zum Einsatz optischer Verfahren in der Mechatronik KOMPETENZEN: - praxisorientierte Auswahl anwendungsgerechter Lichtquellen - optimaler Einsatz optischer Messinstrumente - Beurteilung der Qualität optischer Geräte - Entwicklung optischer und mikrooptischer Systeme - souveräner Umgang mit optischen Fragestellungen Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

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2. Inhalte 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung LV-Art LP Photonik VL 3 Photonik UE 3 VORLESUNGEN: - Aufbau und Funktion von Lichtquellen - Wellenbild, Maxwell-Gleichungen, Wellenausbreitung - Lichtbrechung, Dispersion, praktische Anwendungen - optisches Verhalten von Werkstoffen - polarisiertes Licht, Erzeugung, Anwendung - Aufbau Laser, Ausbreitung Laserstrahlung, Güteschaltung - dielektrische Grenzflächen, Entspiegelung, dielektrische Spiegel - evaneszentes Feld, Sensorik, SNOM - Beugung, Auflösungsvermögen optischer Instrumente - optische Gitter, Spektralapparate - Interferometer, interferometrische Messtechnik - Mikroskop, Fernrohr, Kollimator, Endoskop, Autofokus, Zoom - optische Sensoren, CCD- und CMOS-Chips, Bildschärfe - Glasfasern, Lichtleitung, optische Kommunikationstechnik

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

ÜBUNGEN: - Parameter von Lichtquellen: monochromatische und "weiße" LEDs, Halbleiterlaser, Gaslaser, Vermessung der Winkelverteilung von Lichtquellen, Vermessung der spektralen Intensitätsverteilung, additive Farbmischung - Abbildung mit Linsen und Linsensystemen: Einfluß der Aperturblende auf die Abbildungsschärfe, Aufbau und Bewertung eines Objektivs, veränderliche Brennweite zur Objektabbildung - Aufbau und Funktion von Interferometern: praktische Messungen mit einem Michelson-Interferometer, Bestimmung der Kohärenzlänge einer Laserdiode, Messung der Laserwellenlänge, optischer Dopplereffekt, Bestimmung der Geschwindigkeit einer Lautsprechermembran

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen VORLESUNGEN: - Vermittlung der Lehrinhalte (siehe Punkt 2), illustriert anhand vieler aktueller Beispiele aus der Praxis ÜBUNGEN: - Einführung in die Theorie - experimentelle Übungen zur Vertiefung des Lehrstoffs und zum Erwerb praktischer Fähigkeiten - Aufnahme eigener Messdaten, Auswertung der Messungen, Hausaufgaben - Anfertigung eines Gruppenprotokolls zur jeweiligen Übungseinheit - Abschlussbesprechung

5. Voraussetzungen für die Teilnahme wünschenswert: - Feinwerktechnik und elektromechanische Systeme - klassische Physik - Messtechnik und Sensorik

6. Verwendbarkeit Geeignet für Master-Studiengänge mit folgenden Schwerpunkten: - Maschinenbau - Physikalische Ingenieurwissenschaften - Biomedizinische Technik - Verkehrswesen - Informationstechnik im Maschinenwesen Das erworbene Know-how ist in allen ingenieurtechnischen Disziplinen einsetzbar, insbesondere in der Feinwerktechnik, Mechatronik, Medizintechnik, Mess- und Automatisierungstechnik, Automobiltechnik.

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169

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Aufteilung der Arbeitszeit: 2 SWS Anwesenheit Vorlesung Photonik: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Nachbereitung der Vorlesung (Selbststudium): 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Anwesenheit Übung Photonik: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Vor- und Nachbearbeitung der Übungen (Selbststudium): 15 x 2 h = 30 h Anfertigung von drei Protokollen zu den Übungen: 3 x 10 h = 30 h Vorbereitung auf den Schlusstest: 30 h Summe: 180 h Gesamtaufwand über ein Semester: 180 h. Dies entspricht 6 Leistungspunkten.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen: Im Verlauf der Übungen weisen die Studierenden Kenntnisse anhand von drei Protokollen nach. Am Kursende findet ein frei zu formulierender Schlusstest statt. Aus den Protokollen und dem Schlusstest ergibt sich die Abschlussnote.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Für den experimentellen Teil der Übung ist eine Aufteilung in Kleingruppen erforderlich.

11. Anmeldeformalitäten Verbindliche Anmeldung für die Übungen und Einteilung der Gruppen nach der ersten Vorlesung. Prüfungsmeldung: in den ersten vier Semesterwochen über das zentrale elektronische Anmeldesystem.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: unter Aktuelles

ja
nein Ausgabe vor jeder Vorlesung, kostenlos ja
nein Übungsskript, passwortgeschützt: www.fmt.tu-berlin.de

Literatur: Glaser, W., Photonik für Ingenieure, Verlag Technik, Berlin, 1997, ISBN 3-341-01188-9 Hecht, E., Optik, Oldenbourg Verlag, 2005, ISBN 3-486-27359-0 Pedrotti, Bausch, Schmidt, Optik, Eine Einführung, Prentice Hall, 1996, ISBN 3-8272-9510-6 Saleh, B., Teich, M., Fundamentals of Photonics, John Wiley & Sons, 1991, ISBN 0-471-83965-5

13. Sonstiges

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170

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Robotik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Zimmermann

Sekreteriat: EN 10

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden haben am Ende des Moduls Kenntnisse erworben, die sie zur Programmierung industrieller Roboter und mobiler Roboter befähigen. Sie haben gelernt, welche Methoden und Algorithmen hierfür geeignet sind und können diese an beispielhaften Systemen einsetzen. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 50%
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Grundlagen der Robotik, Roboterkinematik, Programmierung von Industrierobotern, Bahnplanung, Kollisionsvermeidung, mobile Roboter

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Robotik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Integrierte Veranstaltung setzt sich zusammen aus Vorlesung und Praktisches Arbeiten an Robotern

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Inhaltlich werden die Kenntnisse aller Pflichtmodule und des Moduls Eingebettete Echtzeitsysteme aus dem Bachelor Studium Informatik vorausgesetzt.

6. Verwendbarkeit Wahlpflichtmodul in Master-Studiengang Informatik/ Studienschwerpunkt Intelligente Systeme ,Technische Informatik / Studienschwerpunkt Technische Anwendungen (Elektrotechnik und Informatik) und Wi.-Ing. (mit Ingenieurswissenschaft IuK)

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenz Vorlesung: Präsenz Rechnerübungen Vor-/Nachbereitung und Klausurvorbereitung Summe

Berechnung 16 x 2 15 x 2 15 x 6

Stunden 32 30 90 30 182

8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Prüfung zum Ende des Moduls Zulassung zur Prüfung nach erfolgreicher und fristgerechter Bearbeitung aller Aufgaben (1 unbenoteter Übungsschein). Benotung des Moduls anhand der Prüfungsnote, die Übungen werden nicht benotet und gehen nicht in die Note zum Modul ein; die Übungen sind keine prüfungsäquivalenten Studienleistungen.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in .....1..... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Bisher keine Teilnehmerbeschränkung, aber Anmeldung erforderlich.

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171

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden:
ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: Unter //pdv.cs.tu-berlin.de/ werden rechtzeitig Hinweise zu allen LVs des FGs gegeben, auch Anmeldefristen, Organisationsunterlagen, Skriptverkauf, etc. Bitte rechtzeitig informieren! Literatur: siehe VL-Unterlagen Anmeldung zur Teilnahme an Lehrveranstaltungen des Fachgebiets unter http://pdvanm.cs.tuberlin.de/AP/ap.php in der Regel ab Mittwoch 10 Uhr vor Beginn der VL-Zeit Anmeldung zur Prüfung laut Prüfungsordnung. Hinweise in den Veranstaltungen zur Anmeldung zur Prüfung beachten.

13. Sonstiges

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172

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Schwingungsisolation und Schwingungsbeeinflussung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Kenntnisse aus der Mechanischen Schwingungslehre werden dahin gehend vertieft und gezielt dafür angewandt, gewünschte Schwingungsformen zu erreichen bzw. um unerwünschte Schwingungen zu unterdrücken. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Modellbildung von Maschinensystemen, Schwingungen mit endlich vielen Freiheitsgraden, Schwingungen von Kontinua, dynamische Stabilitätstheorie, Quellen- und Empfängerisolation, durchdringende Dämpfung, Tilger, aktive Unterdrückung von Schwingungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Schwingungsisolation und Schwingungsbeeinflussung

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik, vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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173

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: H. Dresig, F. Holzweißig: Maschinendynamik. Springer 2004. - P. Hagedorn, S. Otterbein: Technische Schwingungslehre Band 1. Springer 1987.

13. Sonstiges Das Modul wird nicht jedes Wintersemester angeboten

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174

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Simulation 1

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. C. Gühmann

Sekreteriat: EN 13

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden beherrschen nach erfolgreichem Besuch der Veranstaltungen dieses Moduls grundlegende Methoden zur Modellbildung technischer Systeme. Ferner haben sie die Kompetenz erworben, selbständig praxisrelevanter Aufgaben mit Hilfe der Simulation zu lösen. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte In der Vorlesung werden moderne Verfahren der Modellbildung anhand kraftfahrzeugtechnischer Systeme dargestellt. Es wird dabei auf die physikalische und die datenbasierte Modellbildung eingegangen. Anschlie-ßend werden die softwaretechnischen Prinzipien der Simulation erläutert und die Einsatzmöglichkeiten der Simulation in der Software- und Funktionsentwicklung für KFZ-Steuergeräte (Hardware-in-the-Loop/Software-in-the Loop Simulation) gezeigt. Neben der Stoffvermittlung in der Vorlesung können die Studierenden in ei-ner Gruppenarbeit im Projekt eine praxisnahe Simulation zum Steuergerätetest entwickeln.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Modellbildung und Simulation technischer Systeme Kleines Projekt Simulation und Technische Diagnose

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

PJ

3

2

P

Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Lehrinhalte werden durch eine Vorlesung sowie einem Projekt vermittelt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme wünschenswert: Kenntnisse in der mathematische-technischen Programmiersprache MATLAB®

6. Verwendbarkeit Wahlpflichtmodul Master Technische Informatik/ Studienschwerpunkt Technische Anwendungen (Elektrotechnik und Informatik)

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte VL Modellbildung und Simulation Präsenzzeit: 2 * 15 = 30 VL Modellbildung und Simulation Nach- und Vorbereitung: 2 * 15 = 30 VL Modellbildung und Simulation Prüfungsvorbereitung: 30 Kleines Projekt: 90 Summe: 180

8. Prüfung und Benotung des Moduls Die Gesamtnote für das Modul setzt sich aus den Ergebnissen prüfungsäquivalenter Studienleistungen zu-sammen. Die Note ergibt sich aus den Leistungsnachweisen der einzelnen Lehrveranstaltungen gewichtet nach der Anzahl der Leistungspunkte. Die Vorlesung wird mündlich geprüft. Das Projekt wird durch die Bewertung des inhaltliche Projektergebnis-ses (30 %), der Dokumentation (30%), der Projektplanung (30%) sowie der Ausarbeitung und Präsentation eines Vortrages (10%) geprüft.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semestern abgeschlossen werden. Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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175

10. Teilnehmer(innen)zahl ca. 20

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung für das Projekt im Sekretariat EN 13 (üblicherweise vor bzw. zu Beginn der Vorlesungszeit). Die Anmeldeformalitäten für die prüfungsäquivalenten Studienleistungen werden in der ersten Vorlesung der betreffenden Veranstaltung bekannt gegeben.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Raum EN 553; Die. 9.00 - 11.00 und Do. 13.00 -15.00 ja
nein VL-Folien sind unter http://www.mdt.tu-berlin.de erhältlich

Literatur: In der ersten Vorlesung wird eine detaillierte Literaturübersicht gegeben.

13. Sonstiges

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176

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Systemdynamik in industrieller Anwendung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. v. Wagner / Prof. Meinke

3

Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul zeigt Systemdynamik in industrieller Anwendung Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 25%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Rotordynamik (Eigenverhalten, Zentrifuge) Fahrzeugdynamik (Rad/Schiene-System, ICE) Maschinendynamik (Druckzylinder/-maschine) Antriebsstrangdynamik (Schiffsantrieb) Strukturdynamik (Windkraftanlage) Masschine/Fundament-Dynamik (Turbomaschine)

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Systemdynamik in industrieller Anwendung

LV-Art IV

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeit: 30 h Selbststudium und Hausaufgaben: 35 h Prüfungsvorbereitung: 25 h Summe 90 h entsprechend 3 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten

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177

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Analytische Mechanik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. M. Zehn

Sekreteriat: C8-3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Erweiterung der Kenntnisse über Prinzipien der Analytischen Mechanik als Grundlage für system- u. strukturdynamische Untersuchungen; Kennenlernen der Möglichkeiten, Erweiterungen u. Beschränkungen der Prinzipe; Grundlagenwissen für die Modellierung und analytische sowie numerische Lösung von Aufgaben der Dynamik. Fertigkeiten: Sicherer Umgang mit Prinzipien der Analytischen Mechanik, Fähigkeit zur Ableitung der systembeschreibenden Differentialgleichungen und Parameter Fachkompetenz: 45% Methodenkompetenz: 45%
Systemkompetenz: Sozialkompetenz: 10%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Prof. Meinke
ja nein

Literatur:

2. Inhalte - Impuls- und Drehimpulssatz als fundamentale Axiome; - Kinematik der räumlichen Bewegung, Winkelkoordinaten, Drehparameter, Quaternionen, kinematische Differentialgleichungen, - Prinzip der virtuellen Arbeiten, elastisches Potential, - Lagrangesches Prinzip, Prinzipien von Jourdain und Gauß, - Prinzip von Hamilton; - erweiterte Form der Lagrangeschen Bewegungsgleichungen 2. Art, - Massengeometrie und Kinetik des starren Körpers (räumliche Bewegung), - kinetische Grundgleichungen, Kinetostatik, der symmetrische Kreisel.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Analytische Mechanik Analytische Mechanik

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit Theorie und Beispielen, Übung mit Anwendungsbeispielen und Bearbeitung von Hausaufgaben.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme abgeschlossene Grundlagen der Mathematik und der Mechanik (I+II) inkl. Energiemethoden erforderlich.

6. Verwendbarkeit

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178

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 x 4h Präsenz, 15 x 2h Nachbereitung, 15 x 4h HA 45h Prüfungsvorbereitung.

9. Dauer des Moduls ein Semester

10. Teilnehmer(innen)zahl 30

11. Anmeldeformalitäten keine

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: I. Szabo: Vorlesungen über theoretische Mechanik, Springer-Verlag U. Fischer / W. Stephan: Prinzipien und Methoden der Dynamik, Fachbuchverlag Leipzig L. A. Pars: A Treatise on Analytical Dynamics. Heinemann, London R. A. Layton: Principles of Analytical Systems Dynamics. Springer Verlag

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

179

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Einführung in die Fahrzeugdynamik / Schienenfahrzeugdynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. V. Popov

6 Sekreteriat: C 8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation - Fähigkeit, Modelle von Schienenfahrzeugen zu erstellen und ihre Aussagekraft zu bewerten - Fähigkeit, die Bewegungsgleichungen für einfache Modelle aufzustellen und für verschiedene dynamische Anregungen analytisch zu lösen und zu bewerten. - Fähigkeit, bei gegebenem Systemverhalten den Komfort zu beurteilen. - Kenntnisse der Abläufe beim Rad-Schiene-Kontakt, Fägihkeit abschätzende Rechnungen hierzu durchzuführen - Fähigkeit, die lineare Stabilität dieser Modelle zu bewerten, Kenntnisse der Einflüsse von Systemparametern Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 30%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Modellbildung für Schienenfahrzeuge: Modelle für Wagen, Drehgestell und Radsätze, Reduktion hinsichtlich analytischer Analysen Ersatzmodelle für Systemkomponenten: Lineare und nichtlineare Koppel-Elemente Mehrkörpersysteme: Linearisierung, Matrixformulierung, Lösungsmethoden Vertikaldynamik: Schwingungen aufgrund von harmonischen, allgemein periodischen und stochastischen Schienenlagefehlern Komfortbeurteilungen: Bewertung von Komforteigenschaften Lateraldynamik: - Rad-Schiene-Kontakt: Punktkontakt, Kinematik, Hertzscher Kontakt, Rollkontakt - Schlupf und Schlupfkräfte - Bewegungsgleichnungen für Radsatz und Drehgestell Stabilität: Lineare Stabilitätsanalyse, Hurwitz-Kriterium, Wurzelortskurven Quasistatischer Bogenlauf Fahrwegdynamik

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Einführung in die Fahrzeugdynamik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Integrierte Veranstaltung, bestehend aus Vorlesung und Übungen. Die Vorlesungsteile werden größtenteils als Vortrag und Lehrgespräch durchgeführt. In den Übungsteilen werden auch Gruppenarbeiten angeleitet, es können auch Einzelpräsentationen zu Teilthemen in Kleingruppen erarbeitet werden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Erforderlich: Kenntnisse der Inhalte des Mechanik-Modules "Kinematik und Dynamik" Wünschenwert: Grundkenntnisse in Schwingungslehre, Kenntnisse der Energiemethoden der Mechanik

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

180

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS IV (Präsenz) 15 x 4 h ==> 60 h Vor- und Nachbereitung 15 x 2 h ==> 30 h Bearbeitung von Hausaufgaben 8 x 5 h ==> 40 h Prüfungsvorbereitung ==> 50 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. Geeignete Studiengänge: Verkehrswesen, Physikalische Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau Diese Veranstaltung liefert die theoretische Grundlagen, die für das Verständnis von Mehrkörpersimulationsverfahren und dynamischen Berechnungen von Schienenfahrzeugen relevant sind. Das Modul eignet sich besonders gut als theoretische Grundlage für einen praktischeren Kurs zur Mehrkörperdynamik (z.B. zur Simulation mit MKS-Programmen) oder zur Vertiefung der Kenntnisse in Systemdynamik.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung, Vorraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist die Bearbeitung und Abgabe von Hausaufgaben.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale TeilnehmerInnenzahl: 30

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung erforlgt im Prüfungsamt, sie ist bis zum Tag der Prüfung möglich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein nur intern

Literatur: 1. K. Knothe, S. Stichel. Schienenfahrzeugdynamik 2. Mitschke. Dynamik der Kraftfahrzeuge 3. K. Popp, W.O. Schiehlen: Fahrzeugdynamik

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

181

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Flugmechanik 2 (Flugdynamik) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Robert Luckner

6 Sekreteriat: F5

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Flugmechanik 2 über:Kenntnisse: - flugmechanischen Koordinatensysteme, - Koordinatentransformationen, - über die flugphysikalischen Prinzipien und Gesetze des Fluges, - über statische Stabilität von Flugzeugen, - über die Steuerbarkeit von Flugzeugen, - der linearisierten Aerodynamik (Derivativa der Längs- und Seitenbewegung). Fertigkeiten: - Beschreibung der Flugzeugbewegung im Raum mit mathematischen Gleichungen (Flugsimulation), - Statische Stabilitäts- und Steuerbarkeitsanalyse, - Trimmrechnung, - Linearisieren nichtlinearer Bewegungsgleichungen. Kompetenzen: - kritische Bewertung von Flugzeugkonfigurationen bezüglich statischer Stabilität und Steuerbarkeit, - Linearisierung der Flugzeugbewegung um beliebige Gleichgewichtszustände. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 30% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Im Modul Flugmechanik 2 wird die Bewegung des starren Flugzeugs in der Atmosphäre beschrieben. Die Bewegungsgleichungen in 6 Freiheitsgraden werden im körperfesten Koordinatensystem aufgestellt. Es wird erklärt, wie aerodynamische sowie die vom Triebwerk erzeugten Kräfte und Momente für flugmechanische Untersuchungen mathematisch dargestellt werden. Die Bewegungsgleichungen werden in Längs- und Seitenbewegung aufgeteilt. Stationäre (getrimmte) und dynamische Flugzustände werden erläutert, sowie Fragen der statischen Stabilität. Die Reaktionen des Flugzeuges auf Steuer- und Störeingaben werden berechnet und diskutiert. Vorlesung: - Koordinatensysteme (3D), Kräfte und Momente, - Koordinatentransformationen und kinematische Beziehungen, - Die Bewegungsgleichungen (6 Freiheitsgrade), - Physikalische Grundlagen der am Flugzeug angreifenden aerodynamischen Momente, - Linearisierte Aerodynamik (Derivative), - Gleichgewichtszustände, - Statische Stabilität, - Steuerbarkeit, - Stationäre Längsbewegung und Seitenbewegung, - Linearisierung der nichtlinearen Bewegungsgleichungen, - Dynamisches Steuer- und Störverhalten im Zeitbereich (Simulation). Übung: - Grundlagen: Beispielrechnungen zu Koordinatensystemen und -transformationen - Stabilitätsbetrachtungen anhand von Beispielen - Steuerbarkeitsbetrachtungen - Momentengleichgewicht - Betrachtung der Seitenbewegungsderivative - Trimmrechnungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Flugmechanik 2 (Flugdynamik) Flugmechanik 2 (Flugdynamik)

LV-Art VL UE

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 3 3

SWS 2 2 SoSe 2012

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

182

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul besteht aus Vorlesungen und Übungen.Vorlesung:In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermitteltÜbung:In den theoretischen Übungen werden mit allen Studenten konkrete Aufgaben bearbeitet, wobei die Studenten versuchen Lösungsansätze zu finden. Der Lehrende rechnet die Aufgaben vor. Die Simulatorversuche finden in kleinen Gruppen statt. Zum selbständigen Arbeiten erhalten die Studenten zwei schriftliche Hausarbeiten, die in Gruppen bearbeitet werden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Erforderliche Voraussetzungen: - Mechanik (Kinematik und Dynamik), - Mathematik (lineare Algebra, lineare Differentialgleichungen), - Flugmechanik 1 (Flugleistungen) Wünschenswert: - Aerodynamik - Flugzeugentwurf - Luftfahrtantriebe

6. Verwendbarkeit geeignete Studiengänge: - Bachelor Verkehrswesen (Studienrichtung: Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugtechnik) - Master Luft- und Raumfahrttechnik - Physikalische Ingenieurwissenschaften geeignete Studienschwerpunkte: - Luftfahrttechnik - Raumfahrttechnik Grundlage für: - Flugmechanik 3 (Flugeigenschaften) - Flugregelung - Experimentelle Flugmechanik Hilfreich für: - Aeroelastik, - Luftfahrtantriebe, - Flugzeugentwurf, - Praxis der Flugführung, - Flugsimulationstechnik.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium: Vorlesung: 15x2 Stunden = 30 Stunden Übung: 15x2 Stunden = 30 Stunden Labor/Simulator = 1x2 Stunden = 2 Stunden Eigenstudium: Hausaufgaben: 2x30 Stunden = 60 Stunden Vor- und Nachbereitung: 15x2 Stunden = 30 Stunden Prüfungsvorbereitung: 28 Stunden = 28 Stunden Summe: 180 Stunden Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h; dies entspricht 6 LP (bei 1LP für 30 h Arbeitsstunden).

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsform: - Prüfungsäquivalente Studienleistung Besteht aus: - Lösung und Abgabe von Hausaufgaben - In Abhängigkeit von der Teilnehmerzahl: schriftliche Leistungskontrolle oder mündliche Rücksprache Die jeweiligen Anteile werden am Anfang der Lehrveranstaltung bekannt gegeben. Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

183

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung: - in der ersten Vorlesung oder Übung Anmeldung zur Prüfung: - für die Anerkennung als prüfungsäquivalente Studienleistung im Prüfungsamt. - die jeweiligen Anmeldefristen sind der Studienordnung zu entnehmen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.isis.tu-berlin.de/

Literatur: - Etkin, B.: Dynamics of Flight, Dover Publication Inc, 2005, ISBN-13: 978-0486445229.< - M. Cook.: Flight Dynamics Principles, Elsevier Ltd., Oxford/UK, 2008. - Schlichting H., Truckenbrodt E.: Aerodynamik des Flugzeuges, Band 1, 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/New York, 2001. - Brockhaus R.: Flugregelung, 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2001, ISBN 3-540-41890-3. - Begriffe, Größen und Formelzeichen der Flugmechanik, Bewegung des Luftfahrzeugs gegenüber der Luft. DIN 9300, 1990.

13. Sonstiges

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SoSe 2012

184

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Kontinuumstheorie II Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. W. H. Müller

6 Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Erarbeiten wichtiger Begriffe und Problemstellungen aus diversen Gebieten der Kontinuumstheorie, wie sie in der Ingenieurwissenschaft benötigt werden; freier Vortrag und Bericht über die erarbeiteten Lösungen zu den Übungsaufgaben; Softskills: Ausarbeiten derselben mit einem Wordprozessor (vorzugsweise MS-Word oder Latex) Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Anfangs-Randwertprobleme der Kontinuumsthermomechanik, Einführung in die Hookesche Elastomechanik, Autofretage und Plastizität, Navier-Stokes-Fourier und Maxwellfluid, Ausbreitung von Störungen in Fluidmodellen, Maxwellsche Gleichungen, elementare Anfangs-Randwertprobleme der Elektrodynamik, schriftliches Ausarbeiten sowie Vortrag über ausgewählte Probleme zu den ein-zelnen Problemkreisen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Grundlagen der Kontinuumstheorie II / Kontinuumsphysik

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Parallel zur Vorlesung werden pro Woche 3 - 5 Übungsaufgaben gestellt, die in Arbeitsgruppen von maximal 5 Personen schriftlich zu bearbeiten sind. Die Lösungen sind wöchentlich an der Tafel coram publico zu präsentieren. Dabei soll möglichst jede Gruppe im internen Rotationsprinzip eine Aufgabe vorstellen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Kenntnisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik (Mechanik I + II), sehr gute mathematische Kenntnisse

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, der Materialwissenschaft, der Physik, des Bauingenieurwesens, der PI unmittelbar nach dem Vordiplom

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h Projekt + 8 h Nacharbeitung pro Woche = 16 x 12 h = 192 h = 6,4 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls studienbegleitende Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in .....1.... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten keine

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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185

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden:
ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: http://www.vm.tuberlin.de/institut_fuer_mechanik/fachgebiet_kontinuumsmechanik_und_materialtheorie/menue/studium_u nd_lehre/lehrangebot/ Literatur:

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

186

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Kontaktmechanik und Reibungsphysik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. V. Popov

6 Sekreteriat: C 8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Fähigkeit zur qualitativen und quantitativen theoretischen Analyse von komplexen tribologischen Fragestellungen in der Fahrzeugtechnik, Fertigungstechnik, Klebetechnik, Schmierungstechnik. Fähigkeit zur Durchführung einer qualitativen Verschleiß- und Schädigungsanalyse, zur Untersuchung und Behebung von reibungsbedingten Instabilitäten (Quietschen) sowie Materialwahl für verschiedene tribologische Anwendungen. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 40%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Rigorose und qualitative Theorie von Kontakten ohne und mit Adhäsion, Kapillarkräfte, viskose Adhäsion, Kontakt von stochastischen Oberflächen, Oberflächencharakterisierung, Dichtungen, Oberflächenbeschädigung, Mechanismen von Reibung und Verschleiß, Beeinflussung von Reibungsvorgängen durch Ultraschall, Gummireibung, hydrodynamische Schmierung, Grenzschichtschmierung, tribologische Instabilitäten und ihre Vorbeugung, effektive numerische Simulationsmethoden von Verschleiß und elastohydrodynamischen Kontakten.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Kontaktmechanik und Reibungsphysik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung und Übung

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Mechanik (Statik, Elastostatik, Kinematik und Dynamik) z.B. im Umfang der Module "Statik und elementare Festigkeitslehre" sowie "Kinematik und Dynamik" oder der einsemestrigen Mechanik (Mechanik E). b) wünschenswert: Kenntnisse, die im Modul "Energiemethoden der Mechanik" vermittelt werden.

6. Verwendbarkeit Schwerpunkt "Festkörpermechanik" im Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft (Bachelor und Master). Schwerpunktfach oder Wahlfach in den Studiengängen Verkehrswesen, Maschinenbau. Wahlfach für Physiker, Werkstoffwissenschaftler.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL (Präsenz) 15*) x 4 h . 60 h Bearbeitung von Hausaufgaben 15 x 4 h . 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h . 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung Zulassungvoraussetzung zur Prüfung ist eine in der Regel durch einen Übungsschein bescheinigte Übungsleistung. Der Übungsschein kann wahlweise durch eine Projektarbeit ersetzt werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

187

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 30

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung ist bis zum Tag der Prüfung möglich und erfolgt über das zuständige Prüfungsamt

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein AMAZON ja
nein http://www.springerlink.com/content/978-3-540-88836-9

Literatur: Popov, V. L. Kontaktmechanik und Reibung. Ein Lehr- und Anwendungsbuch von der Nanotribologie bis zur numerischen Simulation. - Springer-Verlag, 2009, 328 S., Softcover, ISBN: 978-3-540-88836-9

13. Sonstiges

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SoSe 2012

188

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Körperschall - Grundlagen

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. B.A.T. Petersson

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden - haben die Befähigung zur Analyse und zum Verständnis von Körperschallvorgängen in Festkörpern in vielfältiger Form, - besitzen durch die Kenntnis der Zusammenhänge von Körperschallvorgängen eine Ergänzung ihrer Fähigkeiten zur Durchführung von geräuschmindernden Maßnahmen, - können Daten kritisch bewerten, - können wissenschaftliche Erkenntnisse des Körperschalls für die Entwicklung einer lärmarmen und sicheren Umgebung anwenden. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte VL (in englischer Sprache): Starrkörperdynamik, Impedanz und Mobilität, Körperschallgenerierung, Körperschallcharakterisierung, Körperschallübertragung, Longitudinalwellen, Transversalwellen, Biegewellen, Dämpfungsmechanismen, Reflektion bei Diskontinuitäten, Wellenkonversion, Energiebetrachtungen. UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse werden im Rahmen der Rechenübung im ComputerLaboratorium vertieft, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Structure-borne Sound Rechenübung

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung und Rechenübung (Computerlabor) zusammen. Für die Übung sind Vor- und Nachbereitungszeiten einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein):

6. Verwendbarkeit Master Physikalische Ingenieurwissenschaften (Bestandteil des Kernbereiches Technische Akustik), Master Energie- und Gebäudetechnik (Bestandteil der Wahlpflichtliste Vertiefung Akustik, Lichttechnik, regenerative Energien), Master Technischer Umweltschutz (Bestandteil der Ergänzungsmodulliste, Bestandteil des Schwerpunktbereichs "Technische Akustik - Geräuschbekämpfung" , wegen Überschneidungen nur einmal wählbar). Das Modul kann generell als Wahlmodul verwendet werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

189

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung ist ein unbenoteter Schein in der Rechenübung (UE).

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 40 h Summe: 190 h = 6,3 LP (6 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Begrenzung

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Infomaterial: Sekr. TA 7, Zi TA 111 ja
nein www.akustik.tu-berlin.de

Literatur: 1. L. Cremer und M. Heckl, 1996. Körperschall, 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-54631-6. 2. L. Cremer, M. Heckl, B.A.T. Petersson, 2005. Structure-Borne Sound, 3. Auflage. Springer Verlag, Berlin. ISBN 3-540-22696-6. 3. F. Fahy, 2001. Foundations of Engineering Acoustics. Academic Press, London. ISBN 0-12-2476654.

13. Sonstiges Empfehlenswert ist für jeden vertiefenden GeräuschbekämpferIn eine Kombination mit den Modulen TA 2 und TA 6 "Geräuschbekämpfung" und "Geräuschbekämpfung für Fortgeschrittene", sowie mit dem Modul TA 9 "Körperschall für Fortgeschrittene".

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

190

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Auf den Vorlesungen zur Dynamik im Grundstudium aufbauende einführende Veranstaltung in die mechanischen Schwingungen Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Klassifizierung von Schwingungen, Lösen von Differentialgleichungen, Schwinger mit einem Freiheitsgrad, Schwinger mit endlich vielen Freiheitsgraden, Dynamik von Kontinua.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen. Es ist Grundlage für weitere vertiefende Module der Mechanischen Schwingungslehre, nämlich "Nichtlineare und Chaotische Schwingungen" und "Schwingungsbeeinflussung und Schwingungsisolation in Maschinensystemen".

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

191

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: - H. Dresig, F. Holzweißig: Maschinendynamik. Springer 2004. - P. Hagedorn, S. Otterbein: Technische Schwingungslehre Band 1. Springer 1987.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

192

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Rotordynamik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. R. Liebich

Sekreteriat: H66

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studenten verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse: - verschieden Bauarten von Rotoren und ihren Lagerungen aus aus dem Maschinenbau und der Triebwerkstechnik - mechanische Grundlagen zur analytischen und numerischen Beschreibung des dynamischen Verhaltens von Rotoren Fertigkeiten: - Anwendung ingenieurswissenschaftlicher Methoden auf Problemstellungen der Rotordynamik - Umsetzung rotordynamischer Kentnisse auf die Dimensionierung und Gestaltung von Maschinen und Triebwerken - Modellbildung und Simulation Kompetenzen: - Erkennen von rotordynamische Problemen und Beschreibung dieser in mechanischen Ersatzmodellen. - Beurteilung von rotordynamischen Problemen anhand von eigenen oder fremden Modellen und Simulationen. - Analyse von rotordynamischen Problemen und Auswahl von geeigneten Maßnahmen zur Lösung. - Übertragung der Kenntnisse und Fähigkeiten auf neuartige Problemstellungen in der Rotordynamik Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Die Veranstaltung wird zuerst die Grundlagen der Rotordynamik behandeln. Am Beispiel des Laval-Rotors werden die Phänomene der Rotordynamik wie biegekritische Drehzahlen, unwuchterzwungene Schwingungen, Gyroskopie, äußere und innere Dämpfung dargestellt. Im weiteren Verlauf werden reale Rotoren modelliert und mit geeigneten Berechnungsmethoden für die Rotordynamik wie der Finite Elemente Methode und dem Übertragungsmatrizenverfahren analysiert. Darüber hinaus behandelt die Lehrveranstaltung verschiedene Lagerungen wie Rollen-, Gleit- und Magnetlagerungen und besondere Phänomene wie den Rotor-Stator Kontakt, plötzliche Unwuchterregung oder die Welle mit Riss. Berechnungsaufgaben zu den verschiedenen Themenbereichen werden dann zur Vertiefung und Anwendung des Stoffes bearbeitet.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Rotordynamik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Der vorgestellte Stoff wird im Rahmen von Beispielaufgaben angewendet und vertieft. In Rechenhausaufgaben werden die erlernten Kenntnisse von den Studierenden selbst angewendet und die Berechnung und Bewertung geübt.Die Lösung jeder Hausaufgabe wird umlaufend von Studierenden in Form eines Kurzvortrages präsentiert.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: BSc Maschinenbau, Verkehrswesen, Physikalische Ingenieurwissenschaft bzw. Modul Mechanik, b) wünschenswert: Module Kinematik & Dynamik, Mechanische Schwingungslehre,

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

193

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS IV (Präsenz) 15*) x 2 h . 60 h Vor- u. Nachbereitung, individuelles Studium 15 x 2 h . 30 h Hausaufgaben . 40 h Prüfungsvorbereitung und Prüfung . 50 h S 180 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen. Dieses Modul wendet sich insbesondere and die Studierenden aus dem Maschinenbau (MSc Konstruktion und Entwicklung, Fluidenergiemaschinen, Produktionstechnik) und an die konstruktiv und analytisch interessierten Master-Studierenden aus dem Verkehrswesen (MSc Luft- und Raumfahrttechnik, Fahrzeugtechnik, Schiffs- und Meerestechnik) und der Physikalischen Ingenieurswissenschaft.

8. Prüfung und Benotung des Moduls folgt als prüfungsäquivalente Studienleistung: Benotete Übungsleistungen (20% Anteil an der Gesamtnote) mündliche Rücksprache (80%). Alle Teilleistungen müssen abgeleistet werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmerzahl: je nach verfügbarem Personal, wird jeweils im Internet angegeben.

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.kup.tu-berlin.de

Literatur: Gasch, Nordmann, Pfützner : Rotordynamik, Berlin, Springer 2002 Childs: Turbomachinery Rotordynamics: Phenomena, Modeling and Analysis, New York, Wiley & Sons 1993 Vance: Rotordynamics of Turbomachinery, New York, Wiley & Sons 1988 Krämer: Dynamics of Rotor and Foundation, Berlin, Springer 1993 Gasch, Knothe: Strukturdynamik, Berlin, Springer 1987/1989

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

194

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strukturmechanik II

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. M. Zehn

Sekreteriat: C8-3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Kenntnisse: -zu Grundlagen der beanspruchungsgerechten Konstruktion (Vorentwicklung, Entwurfsphase, übliche Nachweise), -zu Strukturidealisierungen in Leichbaustrukturen (dünnwandige Strukturen), -zu Energienprinzipien als Grundlage für numerische Verfahren, -über einige numerische Verfahren, -zu Bewertung des Strukturverhaltens dünnwandiger Strukturen, -zur Stabilität von Strukturen. Fertigkeiten: -Ausführung von Strukturanalysen für dünnwandige Strukturen mit geeigneter Modellierung, -Bewertung komplexer numerishcer Lösungen durch Kenntnisse "klassischer" Strukturmodellierungen für dünnwandige Strukturen, -Berechnung von Strukturen modelliert mit Platten und Membanschalen, -Numerische Lösung von Stabilitätsproblemen, -Behandlung von Stabilitätsproblemen des Stahlbaus. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte -Grundlagen der Modellierung für die Entwurfsrechnung und Analyse von dünnwandigen Strukturen (Leichbaustrukturen für Luft- und Raumfahrttechnik, Fahrzeugbau, Schiffs- und Meerestechnik, Maschinenbau, Fördertechnik, Stahlbau und Fertigungstechnik, etc.), -Anwendung von Energieprinzipien, -Grundlagen numerischer Verfahren zur Lösung von Festigkeits- und Stabilitätsaufgaben, -Dünnwandige Strukturen (Biegung dünner Platten, Membranschalen), -Lösung von Stabiltätsproblemen, -Stabilitätsprobleme des Stahlbaus, -Stabilität bei Flächentragwerken.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strukturmechanik II Strukturmechanik II

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit Beispielen und Programmanwendungen, ausführliche Rechenbeispiele in der Übung,

5. Voraussetzungen für die Teilnahme erforderlich: Grundkurse Mathematik u. Mechanik (I) abgeschlossen, Strukturmechanik I

6. Verwendbarkeit

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

195

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL+UE 15 x 4h Hausaufgaben und Prüfungsvorbereitung 15 x 8h 180 h

9. Dauer des Moduls ein Semester

10. Teilnehmer(innen)zahl 11. Anmeldeformalitäten keine

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja ISIS


nein

Literatur: D. Gross / W. Hauger / W. Schnell / P. Wriggers: Technische Mechanik 4. Springer, 2004 N.A. Alfutov: Stability of Elastic Structures. Springer, 2004. C.F. Kollbrunner / M. Meister: Knicken, Biegedrillknicken, Kippen. Springer-Verlag, 1961 H. Göldner: Lehrbuch Höhere Festigkeitslehre. Band 1. Fachbuchverlag Leipzig. 1991 H. Göldner: Lehrbuch Höhere Festigkeitslehre. Band 2. Fachbuchverlag Leipzig-Köln. 1992

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

196

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Aeroelastik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Robert Luckner

6 Sekreteriat: F5

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Aeroelastik über: Kenntnisse: - Überblick über die Vielfalt der aeroelastischen Problemstellungen, - Verständnis der grundsätzlichen physikalischen Zusammenhänge, - von den besonderen Anforderungen der Modellierung echtzeitfähiger Modelle in Flugsimulationen, - von Numerische Integrationsverfahren Fertigkeiten: - Analytischer Behandlung aeroelastischer Probleme - Aeroelastische Modellierung des Flugzeugs und seiner Komponenten Kompetenz: - kritische Analyse aeroelastischer Fragestellungen bei Flugzeugen - echtzeitfähige Modellierung elastischer Baugruppen in Flugsimulationen Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Aeroelastik I: In der Vorlesung werden die gegenseitigen Wechselwirkungen der elastischen Flugzeugstruktur und der aerodynamischen Kräfte beschrieben und untersucht. Aeroelastische Phänomene können zu einer Beeinträchtigung der Steuerbarkeit des Flugzeugs, zu hohen Belastungen oder sogar dem Bruch des Flügels führen. Man unterscheidet statische und dynamische aeroelastische Phänomene, so z. B. statische Divergenz (Ausknicken eines Flügels bei zu hoher Geschwindigkeit) und Ruderumkehr, d.h. die Verringerung (oder gar Umkehr) der Ruderwirksamkeit bei hohen Anströmgeschwindigkeiten, sowie dynamisches Flattern, d. h. selbstverstärkende Schwingungen von Flügel und Rudern, die Auswirkungen bis hin zum Bruch des Flügels haben können. Vorlesung: - Aeroelastisches Dreieck - Torsionsdivergenz - Querruderwirksamkeit - Strömungs-Struktur-Kopplung - Flattern - Standschwingversuch Aeroelastik II: Bei modernen Flugzeugen gewinnt die Elastizität der Struktur immer größeren Einfluss auf das Flugverhalten. Die Elastizität muss daher in allen relevanten Disziplinen wie z. B. Flugmechanik und Flugregelung oder Aerodynamik berücksichtigt werden. In vielen Bereichen ist die Simulation des fliegenden Flugzeugs ein wichtiges Auslegungswerkzeug. Dabei können die Simulationszeiten je nach Komplexität des betrachteten Modells sehr stark schwanken. Es werden besonders solche Modellierungen betrachtet, die eine schnelle Simulation des gesamten Flugzeugs möglich machen. Diese Art der Modellierung wird in verschiedenen Anwendungsbereichen verwendet, z. B. in der Entwurfsphase von Flugzeugen, in der Analyse von Lasten durch Landestoß und Rollen, in der Flugmechanik, und im Flugsimulator. Vorlesung: - Modellierung des Flugzeugs und seiner Komponenten, - Numerische Verfahren zur Lösung von Bewegungsgleichungen, - Anforderungen der Modellierung für echtzeitfähige Simulation, - Schnittstellen für den Einsatz von Modellen auf dem Flugsimulator.

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197

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Aeroelastik I Aeroelastik II

LV-Art VL VL

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die theoretischen Grundlagen werden in Vorlesungen vermittelt und durch Beispiele illustriert.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Erforderliche Vorkenntnisse: - Mechanik (Kinematik und Dynamik), - Mathematik (lineare Algebra, lineare Differentialgleichungen), - Flugmechanik 1 (Flugleistungen), - Aerodynamik Wünschenswert: - Flugmechanik 2 (Flugdynamik), - Schwingungsberechnung elastischer Kontinua, - Methoden der Regelungstechnik

6. Verwendbarkeit geeignete Studiengänge - Bachelor Verkehrswesen (Insbes. Studienrichtungen: Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugtechnik) - Master Luft- und Raumfahrttechnik - Physikalische Ingenieurwissenschaften geeignete Studienschwerpunkte: - Luftfahrttechnik (BSc Verkehrswesen: Luft- und Raumfahrttechnik)

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium: - Vorlesung: 30x2 Stunden = 60 Stunden Eigenstudium: - Vor- und Nachbereitung: 30x2 Stunden = 60 Stunden - Prüfungsvorbereitung: 60 Stunden = 60 Stunden Summe: 180 Stunden Dies entspricht 6 LP (bei 1LP für 30 h Arbeitsstunden).

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsform: - Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in zwei Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung: - zur ersten Vorlesung Anmeldung zur Prüfung: - mündlich: beim Prüfungsamt und Prüfer 1 Woche vorher, - Die jeweiligen Anmeldefristen sind der Studienordnung zu entnehmen.

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198

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Elastizität und Plastizität I

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. A. Bertram

Sekreteriat: Frau Glass

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Elastizitätstheorie und Plastizitätstheorie großer Verformungen im Rahmen der nicht-linearen Kontinuumsmechanik, Qualifikation für Master- und Doktorarbeiten


Fachkompetenz:
Methodenkompetenz:
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Raum F 341
ja nein

Literatur: H.W. Försching: Grundlagen der Aeroelastik. Springer Verlag, Berlin, 1974.

2. Inhalte Mathematische Propädeutik (Tensorrechnung), nicht-lineare Verformungsanalyse, Bilanzgleichungen, Prinzipien der Materialtheorie

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Elastizität und Plastizität I

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen engagierter Tafelvortrag mit viel Diskussion, Beispiele in den Übungen

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Tensorrechnung, klassische Kontinuumsmechanik

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL + Ü (Präsenz) 15*) x 4 h ==> 60 h Bearbeitung von Hausaufgaben 15 x 4 h ==> 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h ==> 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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199

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 30

11. Anmeldeformalitäten keine

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein In Buchhandlungen, im Internet ja
nein zu gegebener Zeit

Literatur: A. Bertram: Elasticity and Plasticity of Large Deformations - an Introduction. Springer-Verlag. 3. Auflage 2012

13. Sonstiges

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200

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Elastizität und Plastizität II

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. A. Bertram

Sekreteriat: Frau Glass

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Elastizitätstheorie und Plastizitätstheorie großer Verformungen im Rahmen der nicht-linearen Kontinuumsmechanik, Qualifikation für Master- und Doktorarbeiten
Fachkompetenz:
Methodenkompetenz:
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Finite Elastizität, Thermoelastizität, Plastizität, Thermoplastizität, Kristallplastizität setzt Elastizität und Plastizität I fort

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Elastizität und Plastizität II

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen engagierter Tafelvortrag mit viel Diskussion, Beispiele in den Übungen

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Elastizität und Plastizität I

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte
4 SWS VL + Ü (Präsenz) 15*) x 4 h ==> 60 h Bearbeitung von Hausaufgaben 15 x 4 h ==> 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h ==> 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 30

11. Anmeldeformalitäten keine

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201

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Körperschall für Fortgeschrittene

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. B.A.T. Petersson

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - besitzen, aufbauend auf dem Modul "Körperschall - Grundlagen (TA 5)", ein tieferes Verständnis der physikalisch-theoretischen Zusammenhänge von Körperschallfragen, insbesondere bei gekoppelten strukturakustischen Systemen und kennen methodisch-numerische Lösungen, - können, über Standardsituationen hinaus, selbstständig komplexe Probleme analysieren, berechnen und die Praxisrelevanz der Ergebnisse beurteilen, - können wissenschaftliche Erkenntnisse des Körperschalls für die Entwicklung von Anlagen und Fahrzeugen in einer lärmarmen Umgebung anwenden. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein In Buchhandlungen ja
nein zu gegebener Zeit

Literatur: A. Bertram: Elasticity and Plasticity of Large Deformations - an Introduction. Springer-Verlag. 3. Auflage 2012

2. Inhalte VL (in englischer Sprache): Hamiltons Prinzip, allgemeine Feldgleichungen, Verhalten des elastischen Halbraums, Raum- und Oberflächenwellen, erweiterte Biegewellentheorie für dicke Platten, Zylinderschalen, Mehrschichtsysteme, "Squeezefilm"-Effekte, Quellenmechanismen, periodische Systeme, gekoppelte strukturakustische Systeme. UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse werden im Rahmen der Rechenübung im ComputerLaboratorium vertieft, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Advanced Structure-borne Sound Rechenübung

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung und Rechenübung (Computerlabor) zusammen. Für die Übung sind Vor- und Nachbereitungszeiten einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein):

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202

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 40 h Summe: 190 h = 6,3 LP (6 LP) Master Physikalische Ingenieurwissenschaften (Bestandteil des Ergänzungsbereichs Technische Akustik), Master Energie- und Gebäudetechnik (Bestandteil der Wahlpflichtliste Vertiefung Akustik, Lichttechnik, regenerative Energien), Master Technischer Umweltschutz (Bestandteil der Ergänzungsmodulliste). Das Modul kann generell als reines Wahlmodul verwendet werden.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung ist ein unbenoteter Schein in der Rechenübung (UE).

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Begrenzung

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Infomaterial: Sekr. TA 7, Zi TA 111 ja
nein www.akustik.tu-berlin.de

Literatur: 1. L. Cremer und M. Heckl, 1996. Körperschall, 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-54631-6. 2. L. Cremer, M. Heckl, B.A.T. Petersson, 2005. Structure-Borne Sound, 3. Auflage. Springer Verlag, Berlin. ISBN 3-540-22696-6. 3. F. Fahy, 2001. Foundations of Engineering Acoustics. Academic Press, London. ISBN 0-12-2476654.

13. Sonstiges Empfehlenswert ist für jeden vertiefenden GeräuschbekämpferIn eine Kombination mit den Modulen TA 2 und TA 6 "Geräuschbekämpfung" und "Geräuschbekämpfung für Fortgeschrittene", sowie mit dem Modul TA 5 "Körperschall - Grundlagen".

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203

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Materialtheorie

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. V. Popov

Sekreteriat: C 8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Verständnis physikalischer Grundlagen ausgewählter Materialgruppen (Metalle, Formgedächtnislegierungen, Elastomere). Fähigkeit zur qualitativen und quantitativen Analyse von komplexen Materialverhalten und Materialwahl. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 30%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte I. Metallische Werkstoffe Plastische Deformation, Verfestigung, Kriechen, Rekristallisation; Einzel- und Polykristalle, reine Metalle, Legierungen, binäre Verbindungen, mehrphasige Werkstoffe, Superlegierungen; Speicherung von Versetzungen und Verfestigung; Griffith Bruchkriterium, Speicherung von Mikrorissen, Zhurkovs kinetische Theorie des Bruches II. Formgedächtnislegierungen Martensitische Phasentransformationen, Formgedächtnis, Pseudoelastizität, reaktive Spannungen; Anwendungen in Medizin, Sensorik, Antriebe und Stellglieder (z.B. in MEMS). III. Elastomere Viskoelastizität und Nichtlinearität, Gedächtniseffekte, Verglasungstemperatur, FrequenzTemperaturzusammenhänge; Masterkurven; Dichtungen, Reibung, adhäsive Vorrichtungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Materialtheorie

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung und Übung

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundkenntnisse in der Mechanik im Umfang der Module "Statik und elementare Festigkeitslehre" und "Kinematik und Dynamik" bzw. einsemestrige Mechanik (Mechanik E) b) wünschenswert: Kontinuumsmechanik, z.B. im Umfang des Moduls "Kontinuumsmechanik", Thermodynamik

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL (Präsenz) 15*) x 4 h ==> 60 h Bearbeitung von Hausaufgaben 15 x 4 h ==> 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h ==> 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

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204

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 30

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester(n) abgeschlossen werden.

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung ist bis zum Tag der Prüfung möglich

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur:

13. Sonstiges

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205

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mechatronik in industrieller Anwendung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. v. Wagner / Prof. Meinke

3 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul zeigt mechatronischer Systeme in industrieller Anwendung und damit die Verknüpfung von Mechanik, Regelungstechnik und Informatik an praktischen Beispielen. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 25%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Aufgaben mechatronischer Systeme, Komponenten mechatronischer Systeme, Prozessoren für die Mechatronik, Kommunikationssysteme, Informatikanwendungen in der Mechatronik, Anwendungen und Beispiele

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mechatronik in industrieller Anwendung

LV-Art IV

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 30 h Selbststudium und Hausaufgaben: 35 h Prüfungsvorbereitung: 25 h Summe 90 h entsprechend 3 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende der Vorlesung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten

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206

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mechatronik und Systemdynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul zeigt eine Einführung in die Systemtheorie anhand mechatronischer Systeme. Dabei wird eine einheitliche Systembeschreibung gewählt. Auf Stabilitätsanalysen folgt die Betrachtung der Möglichkeiten der Beeinflussung durch Regelung. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 50%
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Kombination mit "Systemdynamik in industrieller Anwendung" oder "Schwingungen rotierender Systeme" zur Erreichung von 6 ECTS-Punkten sinnvoll Skript in Papierform vorhanden: ja
nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Prof. Meinke Skripte in elektronischer Form vorhanden:
ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: Literatur: Empfohlene Literatur: 1) Bradley D.A., Dawson D., Mechatronics - Electronics in Products and Burd N.C., Loader A.J.: Processes, Chapman & Hall, (1993) ISBN 0 412 58290 2 2) Hesselmann, Norbert: Digitale Signalverarbeitung, Vogel Buchverlag Würzburg, (1987), ISBN 3 8023 0707 0 3) Sonde G,. Hoekstein K.: Einstieg in die digitalen Modulationsverfahren, Francis Verlag, (1992), ISBN 3 7723 5872 1 4) Menz W., Bley P.: Mikrosystemtechnik für Ingenieure, VCH Verlagsgesellschaft, ISBN 3 5272 9003 6, 1993. 5) Hochbruck H., Knothe K., Systemdynamik der Eisenbahn, Hestra Verlag Meinke P. (Herausg.): (1994), ISBN 3 7710 254 7 6) Bremer, H.: Dynamik und Regelung mechanischer Systeme. Stuttgart: Teubner Verlag, (1988), ISBN 3 519 02369 5 7) Popp, K., Schiehlen, W.: Fahrzeugdynamik. Stuttgart: Teubner - Verlag (1993). ISBN 3 519 023773 3 8) Mertins, A.: Signaltheorie, Teubner-Verlag Stuttgart (1996) 9 ) Bolton, W.: Bausteine mechatronischer Systeme, 3. Auflage Pearson Studium (2004), ISBN 3-82737098-1

2. Inhalte Einführung, Aktoren/Sensoren: elektrodynamisch, elektromagnetisch, hydraulisch, piezokeramisch; Dynamik mechanischer Systeme: MKS, Stabilität nach Ljapunow; Regelungstechnik: Linearer Reglerentwurf, Beobachter; Beispiele, Exkursion.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mechatronik und Systemdynamik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

207

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten keine

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: 1] B. Heimann, W. Gerth, K. Popp: Mechatronik: - Komponenten, Methoden, Beispiele - . Fachbuchverlag Leipzig, 2003. [2] R. Isermann. Mechatronische Systeme: - Grundlagen - . Studienausgabe Springer-Verlag, 1999. [3] D. K. Miu: Mechatronics - Electromechanics and Contromechanics - . Springer-Verlag, 1993. [4] H. Janocha (Hrsg.): Aktoren - Grundlagen und Anwendungen - . Springer-Verlag, 1992. [5] M. Riemer, J. Wauer, W. Wedig: Mathematische Methoden der Technischen Mechanik. SpringerVerlag, 1993. [6] J. Lunze: Regelungstechnik I und II, Springer-Verlag, 2004.

13. Sonstiges Vorlesung wird nicht jedes Sommersemester angeboten

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208

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Nichtlineare und Chaotische Schwingungen Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6

Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul zeigt prinzipielle Unterschiede zwischen linearem und nichtlinearem Systemverhalten in Bezug auf mechanische Schwingungen auf und führt in entsprechende Berechnungsverfahren ein. Außerdem wird das Thema Dynamische Stabilität behandelt und eine kurze Einführung in Chaotische Schwingungen gegeben. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 50%
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Phasenportraits, einfache Störungsrechnung, Störungsrechnung nach Lindstedt und Poincaré, Methode der mehrfachen Zeitskalierung, Langsam veränderliche Amplitude und Phase, Harmonische Balance, Sub- und Superharmonische Schwingungen, Stabilität nach Ljapunow, direkte Methode von Ljapunow, Methode der ersten Näherung, Floquet Theorie, selbsterregte Schwingungen, technische Beispiele: Eisenbahnradsatz, quietschende Bremse, Poincaré-Abbildung, Pitchfork- und Hopf-Bifurkation.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Nichtlineare und Chaotische Schwingungen

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

209

11. Anmeldeformalitäten 10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Hagedorn, P.: Nonlinear Oscillations, Springer Verlag, 1988. Nayfeh, A.H.; Mook, D.T.: Nonlinear Oscillations, Wiley, 1979.

13. Sonstiges Das Modul wird nicht immer jährlich, aber mindestens im zweijährlichen Turnus angeboten.

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210

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurwesen Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. V. Popov

6

Sekreteriat: C 8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Verständnis theoretischer Grundlagen verschiedener numerischer Simulationsmethoden; Fähigkeit, Vor- und Nachteile dieser Methoden im Hinblick auf spezifische Anwendungen einzuordnen. Ziel ist das Verständnis der Verfahren und die Fähigkeit, sich damit in jedes dieser Verfahren weiter einzuarbeiten und damit praktisch zu arbeiten.

Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Randelementemethode: Theorie, Anwendungen zur Laplace-Gleichung und Elastizitätstheorie; Zelluläre Automaten: Theorie, Anwendungen zu erregbaren Medien und Verkehrssimulationen; Zelluläre Gittergase: Theorie, Anwendungen zu Diffusion und Strömungssimulation; Molekulardynamik: Theorie, Anwendungen zu Eindrucktests und tribologischen Fragestellungen; Bewegliche zelluläre Automaten: Theorie, Anwendungen zu Festkörpermechanik und Tribologie;

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurswesen

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Integrierte Veranstaltung, bestehend aus Vorlesung, schriftlichen Übungsaufgaben, Programmieraufgaben und Einführung in verschiedene Programmpakete am Computer.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Statik und elementare Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik b) wünschenswert: Kontinuumsmechanik, Tensoranalysis, Energiemethoden, partielle Differentialgleichungen

6. Verwendbarkeit In vielen Bereichen der Forschung und Entwicklung existieren Alternativen zu Finite-Elemente-Verfahren. Entweder bestehen alternative Verfahren, die qualitativ bessere Ergebnisse liefern, oder es existieren keine Kontinuumstheorien zu bestimmten Problemen. Diese Vorlesung gibt einen Überblick über Alternativen und ermöglicht den Studenten / Studentinnen so, bei Bedarf in F&E auf diese Verfahren zurückzugreifen und sie anzuwenden.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL (Präsenz) 15*) x 4 h ==> 60 h Bearbeitung von Hausaufgaben 15 x 4 h ==> 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h ==> 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

211

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 30

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung ist bis zum Tag der Prüfung möglich

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein wird in der Vorlesung bekanntgegeben.

Literatur: Trevelyan: Boundary elements for engineers Weimar: Simulation with cellular automata Wolf-Gladrow: Lattice-Gas Cellular Automata and Lattice Boltzmann Models Psakhie et.al.: MonsterMD (Handbuch zur Software) Psakhie et.al. Movable Cellular Automata (Handbuch zur Software)

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

212

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt Das rollende Rad auf nachgiebigem Boden (Terramechanik) Verantwortliche/-r des Moduls: Dr. Wille

6

Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Verständnis für ökologische Fragen in der Terramechanik, vertiefte Kenntnisse und Fertigkeiten bei der Anwendung rheologischer Modelle zur Bodenmodellierung, Fertigkeiten zur Lösung ingenieurmäßiger Kontaktaufgaben, Kenntnisse zurm Reifenaufbau und dessen Modellierung, Kenntnisse zur Parameteridentifizierung aus Versuchsdaten, Fertigkeiten zur prktischen Umsetzung gewonnener Erkenntnisse in der Kontaktmechanik zur Beurteilung von Fahrwerken (ökologischer Gesichtspunkt) Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Einführung in die Problemstellung, Anwendungsgebiete, Ziele und Forschungsrichtung der Terramechanik, zeitunabhängige und -abhängige Gesetze der Bodenoberflächendeformation, Bodenverhalten in der Tiefe, Rad- und Reifenmodelle, Kräfte und Momente am rollenden Rad, vereinfachte Modellierung des deformierbaren Rades, Rollkontaktmodellierung für starre und deformierbare Räder, Kinematik des flachen und tiefen Einsinkens, Lösung der entsprechenden Differentialgleichungen, spezielle Fragestellungen (Reifenstollenmodellierung, Schlupfeinsinkung, mehrfaches Befahren)

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Das rollende Rad auf nachgiebigem Boden (Terramechanik)

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung kombiniert mit eigenen Vorträgen der Studierenden zu Projektaufgaben

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Erforderlich: Kenntnisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre (Mechanik I) und Kinematik und Dynamik (Mechanik II) oder in Mechanik (Mechanik E)

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Verkehrswesen, PI, Bauingenieure

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h Projekt + 8 h Nachbearbeitung pro Woche = 15 x 12 h = 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsrelevante Projektleistung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 20

11. Anmeldeformalitäten keine

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SoSe 2012

213

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein wird in der Vorlesung verteilt
ja nein

Literatur: Veröffentlichungen werden während der Veranstaltung ausgeteilt.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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214

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt Elastizität und Bruchmechanik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Müller, Dr. Wille

6 Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Kenntnisse zu den Aufgabestellungen in den Spannungen und in den Verschieungen der linearen Elastizitätstheorie, Kenntnisse zu den Lösungsmethoden entsprechender Randwertproleme. Fertigkeiten bei der Lösung partieller Differentialgleichungen. Kentnisse der Grundkonzepte der linear elastischen Bruchmechanik in ingenieurtechnischer Darstellung Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Begriffsbildungen und Aufgaben der Bruchmechanik, Erscheinungsformen des Bruches, Vorbereitung: Grundgleichungen der linearen Elastizitätstheorie, Aufgabenstellug in den Verschieungen, Aufgabenstellung in den Spannungen, ebene Aufgabe der Elastizitätstheorie, Lösungsansätze für ebene Probleme, Airy-Spannungsfunktion in kartesischen und Polarkoordinaten, Lösunge im komplexen Raum, Konforme Abbildungen, Spannungs- und Verschiebungsverteilung in der Umgebung von Rissen, Räumliche Rissprobleme, linear elastische Bruchmechanik (LEBM), asymptotische Näherung des Spannungs- und Verschiebungsfeldes in Rissspitzennähe, Spannungsintensitätsansatz (IRWIN), der energetische Ansatz (GRIFFITH), das J-Integral, Bruchkriterien der LEBM, experimentelle Ermittlung von Bruchkennwerten, Spezielle Fragestellungen der Bruchmechanik

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Elastizität und Bruchmechanik

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung kombiniert mit eigenen Vorträgen der Studierenden

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Erforderlich: Kenntisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre (Mechanik I) oder in Mechanik (Mechanik E) Wünschenswert: Kontinuumsmechanik und Energiemethoden der Mechanik (Mechanik III)

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Verkehrswesen, PI, Bauingenieure, Physik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h Projekt + 8 h Nachbearbeitung pro Woche = 15 x 12 h = 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsrelevante Projektleistung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 20

11. Anmeldeformalitäten keine

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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215

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein wird in der Vorlesung verteilt
ja nein

Literatur: Veröffentlichungen werden während der Veranstaltung verteilt.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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216

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt Plastizität und Bruchmechanik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Müller, Prof. Brocks, Dr. Wille

6 Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Kenntnisse in den Grundlagen der Plastizitätstheorie und zu den Lösungsmethoden für entsprechende Randwertprobleme. Fertigkeiten bei der mathematischen Modellbildung, Kenntnisse der Grundkonzepte der elasto-plastischen Bruchmechanik in ingenieurtechnischer Darstellung, Fertigkeiten in numerischen Methoden der Bruchmechanik (FEM), Kenntnisse in der experimentellen Bestimmung von Bruchkennwerten Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Grundlagen der Plastizitätstheorie, mathematische Modellbildung, Fließbedingungen für isotropen Werkstoff, Verfestigungsgesetze, Anwendungen der Plastizitätstheorie angewandt auf ebene Randwertprobleme der Bruchmechanik, Gleitlinientheorie, Versagenskonzepte der elasto-plastischen Bruchmechanik, das J-Integral-Konzept, Kollaps-Konzept, numerische Methoden der Bruchmechanik, Methode der finiten Elemente, FE-Netze in der Umgebung von Spannungskonzentrationen, Ermittlung von Bruchkennwerten

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Plastizität und Bruchmechanik

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung kombiniert mit eigenen Vorträgen der Studierenden

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Erforderlich: Kenntnisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre (Mechanik I) oder Mechanik (Mechanik E) Wünschenswert: Kenntnisse in Kontinuumsmechanik und Energiemethoden der Mechanik (Mechanik III) und FEM

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Verkehrswesen, PI, Physik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h Projekt + 8 h Nachbereitung pro Woche = 15 x 12 h = 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls prüfungsrelevante Projektleistung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden

10. Teilnehmer(innen)zahl 20

11. Anmeldeformalitäten keine

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217

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt Reibungsphysik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Dr.-Ing. Jasminka Starcevic

Sekreteriat: C8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Teilnehmer erhalten einen grundlegenden Einblick in die Vorgehensweise bei der Lösung experimenteller tribologischer Probleme. Sie lernen, verschiedene Messverfahren bei statischen und dynamischen Problemen in der Tribology anzuwenden und Resultate zu präsentieren.

Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein wird in der Vorlesung verteilt
ja nein

Literatur: Veröffentlichugen werden während der Veranstaltung ausgeteilt.

2. Inhalte - Messung des Reibungskoeffizienten bei verschiedenen Reibpaarungen: mit dem Stift-Scheibetribometer, unter dem Einfluß des Ultraschalls, Haftreibung als Funktion der Zeit - Oberflächenuntersuchungen mit dem Weißlicht-Interferometer und dem 3D - Mikroskop - Messung des Schlupfes - Messung der G-Module von Gummi - Verschleißmessungen - Berechnungsmethoden: Dimensionsreduktion, Randelementenmethode

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Reibungsphysik

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen In dem Projekt werden anhand vorgegebener Aufgaben Beispiele aus der Reibungsphysik im Labor messtechnisch erfasst. Nach der Vorstellung der theoretischen Grundlagen lernen die Teilnehmer die erforderliche Messtechnik kennen und üben den Umgang mit dieser. Anschließend nehmen sie die Auswertung der Ergebnisse vor und präsentieren diese.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: abgeschlossene Mechanik- Grundvorlesung (Statik, Elastostatik, Kinematik und Dynamik) b) wünschenswert: Kenntnisse, die im Modul "Kontaktmechanik und Reibungsphysik" vermittelt werden.

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218

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS IV (Präsenz) 15*) x 4 h ==> 60 h Ausarbeitung der Messprotokolle 15 x 4 h ==> 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h ==> 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen. Das Modul ist geeignet für ingenieurwissenschftliche Studiengänge: Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Informationstechnik im Maschinenwesen, Werkstoffwissenschaften.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Ausarbeitung von Messberichten als Voraussetzung für eine Mündliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul wird in einem Semester abgeschlossen.

10. Teilnehmer(innen)zahl 12

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Beginn der Vorlesungszeit

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja


nein

Literatur: 1. Popov, Valentin. Kontaktmechanik und Reibung, Springer 2009 2. Persson, Bo N.J.. Sliding Friction. Physical Principles and Applications. Springer, 1998, 2002. 3. Rabinowicz, Ernest. Friction and Wear of Materials.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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219

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt zur finiten Elementmethode Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. W. H. Müller

6 Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Bedienung eines kommerziellen FE-Programms Lösung eines komplexen Festigkeitsproblems IT-orientiertes Schreiben ingenieurtechnischer Berichte Teamfäfigkeit bei der Lösung ingenieurtechnischer Probleme Präsentations- und Vortragsfähigkeit ingenieurtechnischer Fragestellungen Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Vorbereitende Vorlesung: Einführung in die Festigkeitsanalyse mikroelektronischer Bauteile, Surface Mount Technology (SMT), Grundlagen der Mechanik elastisch-plastisch deformierbarer Körper, Einführung in die Bedienung des kommerziellen FE-Programms ABAQUS Gruppenarbeit: Erstellung von FE-Netzen für ein vorzugebendes Festigkeitsproblem aus dem Bereich SMT Generierung eines Inputfiles, Zusammenstellen notwendiger Materialparameter durch Literaturrecherche Ordnungsgemäßes Schreiben wissenschaftlich-technischer Berichte Erstellen einer Präsentation auf Basis der Gruppenarbeit Freier Vortrag über die erzielten Resultate im Rahmen des Seminarteils

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt zur finiten Elementmethode

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Veranstaltung bestehend aus vorbereitenden Vorlesungen (5 Wochen), "Hands-On"-Bearbeitung eines individuellen Festigkeitsproblems am Rechner in Kleinstgruppen (max. 5 Personen, 6 Wochen), Erstellung eines Gruppenberichts (MS-Word/Excel, 2 Wochen), Abschlußpräsentation und Diskussion (MS-Powerpoint, 2 Wochen)

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Obligatorisch: Kenntnisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik (Mechanik I + II) Wünschenswert: Kenntnisse in FE-Grundlagen

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Verkehrswesen, PI, Bauingenieure, Physik, Werkstoffwissenschaften

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h integrierte VL + 8 h Nacharbeitung pro Woche = 15 x 12 h = 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung nach Vereinbarung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

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SoSe 2012

220

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung erfolgt in der ersten Veranstaltung anhand einer Teilnehmerliste

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden:
ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: http://www.vm.tuberlin.de/institut_fuer_mechanik/fachgebiet_kontinuumsmechanik_und_materialtheorie/menue/studium_u nd_lehre/lehrangebot/projekt_zur_finiten_elementmethode/ Literatur: Verschiedene Veröffentlichungen sind ebenfalls auf der Internetseite abrufbar

13. Sonstiges

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SoSe 2012

221

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Schwingungsberechnung elastischer Kontinua Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. Valentin Popov / Dr.-Ing. Alexander Böhmer

6

Sekreteriat: C 8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreicher Absolvierung des Moduls über: Kenntnisse: Überblick über die Möglichkeiten zur Klassifikation von Schwingungen und Schwingungssystemen, Phänomenologie von Schwingungen, die auf komplexe Systeme übertragbar sind, Grenzen analytischer Methoden zur Berechnung von Kontinua, Stärken und Schwächen verschiedener numerischer Verfahren, aktuelle Reduktionsmethoden und Substrukturtechniken zur Behandlung komplexer dynamischer Systeme Fertigkeiten: Modellbildung, Identifikation des idealen Verfahrens zur Lösung einer Schwingungsaufgabe, Aufstellen, Lösen und Analysieren von Diffentialgleichungssystemen, Erstellung eines eigenen ökonomischen numerischen Verfahrens zur Berechnung einfacher Balkenstrukturen Kompetenzen: Die Fähigkeit, eine reale dynamische Struktur zuerst auf ein mechanisches und dann ein mathematisches Modell abzubilden, dieses zu lösen und aus den Gleichungen typische Eigenschaften schwingender Strukturen herauszulesen. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Berechnung von Eigenschwingungen, erzwungenen und selbsterregten Schwingungen in großen mechanischen Systemen (z.B. Hochhaus, Rakete, Tragflügel, Turbine, Brücke, etc.). Ausgehend von analytischen Lösungen werden u.a. das Übertragungsmatrizenverfahren und die Deformationsmethode (Methode der finiten Elemente) motiviert. Reduktionsverfahren zur rechenökonomischen Handhabung großer Gleichungssysteme werden vorgestellt. Grenzen und Einschränkungen der unterschiedlichen Verfahren werden erläutert und einander gegenübergestellt.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Schwingungsberechnung elastischer Kontinua

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Lehrveranstaltung findet in fünf Blockveranstaltungen (jeweils Freitag und Sonnabend) statt. Es kommen Lehrvortrag und interaktive Lernformen zum Einsatz. Hausaufgaben werden in Kleingruppen angefertigt. Am Ende des Semesters wird ein Modellierungswettbewerb, ebenfalls in Kleingruppen, durchgeführt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Sichere Kenntnisse der Mechanikgrundlagen (Statik und elementare Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik).

6. Verwendbarkeit Das Modul legt die Grundlagen für das Verständnis komplexer Schwingungssysteme, wie sie in verschiedensten Anwendungsbereichen vorkommen (z.B. Kraftwerkstechnik, Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Windkraftanlagen, Luft- und Raumfahrttechnik etc.).

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 5 x 11 h = 55 h Hausaufgabenbearbeitung: 65 h Prüfungsvorbereitung: 60 h Summe: 180 h = 6 Leistungspunkte Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

222

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl z.Z. unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Jeweils in der ersten Lehrveranstaltung. Die Teilnahme am ersten Termin ist zwingend erforderlich, bei Rückfragen oder Terminschwierigkeiten bitte eine Email an [email protected].

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Robert Gasch / Klaus Knothe: Strukturdynamik II. Kontinua und ihre Diskretisierung, Berlin 1989

13. Sonstiges

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SoSe 2012

223

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Schwingungsisolation und Schwingungsbeeinflussung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Kenntnisse aus der Mechanischen Schwingungslehre werden dahin gehend vertieft und gezielt dafür angewandt, gewünschte Schwingungsformen zu erreichen bzw. um unerwünschte Schwingungen zu unterdrücken. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Modellbildung von Maschinensystemen, Schwingungen mit endlich vielen Freiheitsgraden, Schwingungen von Kontinua, dynamische Stabilitätstheorie, Quellen- und Empfängerisolation, durchdringende Dämpfung, Tilger, aktive Unterdrückung von Schwingungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Schwingungsisolation und Schwingungsbeeinflussung

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik, vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

224

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: H. Dresig, F. Holzweißig: Maschinendynamik. Springer 2004. - P. Hagedorn, S. Otterbein: Technische Schwingungslehre Band 1. Springer 1987.

13. Sonstiges Das Modul wird nicht jedes Wintersemester angeboten

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

225

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Strukturdynamik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. M. Zehn

Sekreteriat: C8-3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Kenntnisse zur Modellierung, Analyse und Simulation des dynamischen Verhaltens komplexer, deformierbarer Strukturen mit Simulationsmethoden (diskretisierende, numerische Verfahren, insbesondere FEM); Kennenlernen und Anwenden von Verfahren u. Algorithmen im Zeit- u. Frequenzbereich mit Einschluss von modernen experimentellen Methoden (z.B. experimentelle Modalanalyse (EMA)); Verständnis der Grundlagen und Anwendung von Modellreduktionsverfahren und des Modellupdatings. Fertigkeiten in der Berechnung strukturdynamischer Aufgabenstellungen, insbesondere für komplexe Modelle. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - Grundlagen der Dynamik für diskretisierte Systeme (FEM) mit vielen Freiheitsgraden, - Methoden und Besonderheiten der Modellierung und Lösungsverfahren für verschiedene Aufgabentypen (Modalanalyse; stationäre u. transiente Vorgänge im Zeit- u. Frequenzbereich) - typische numerische Methoden u. Algorithmen, - Modellreduktion, Modaltransformation, - Dämpfungsmodellierung (modale u. nichtmodal), - seismische Erregung, Antwortspektrenmethode, - Ergebnisbewertung und Weiterverwendung von Berechnungsergebnissen, - Verbindung zur Schwingungsmesstechnik (z.B. EMA) für die Modellbildung, Simulation und Modellverbesserung, - Grundlagen zur Modellierung elastischer Mehrkörpersysteme (MKS-FEM), - Grundlagen zur Modellierung von Nichtlinearitäten, - Anforderung an FE-Programme für die Strukturdynamik.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strukturdynamik Projekt Strukturdynamik

LV-Art VL PJ

LP 2 4

SWS 2 4

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit Tafel und Rechnervorführung, Erläuterung der theoretischen und Verfahrensgrundlagen, Projekt: Bearbeitung typischer Beispiele, Eigenarbeit der Kursteilnehmer

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Kenntnisse der Strukturmechanik (wünschenswert Strukturmechanik I, II und Schwingungslehre) erforderlich: Mechanik I+II

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte VL 15 x 2h (Präsenz) und 15 x 2h Nacharbeitung, Projekt 15 x 4h (Präsenz) und 15 x 4h Eigenarbeit (HA u. Projekt)

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

226

9. Dauer des Moduls ein Semester

10. Teilnehmer(innen)zahl 11. Anmeldeformalitäten keine

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja


nein

Literatur: R.R. Craig / A.J. Kurdila: Fundamentals of Structural Dynamics. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc., 2006 K.-J. Bathe: Finite Element Procedures in Engineering Analysis. Prentice-Hall, 1996 D. Hiichings (Ed.): A Finite Element Dynamics Primer. NAFEMS, 1992 L. Meirovitch: Computational Methods in Structural Dynamics. Sijthoff & Noordhoff, 1980 M.J. Friswell / J.E. Mottershead: Finite Element Model Updating in Structural Dynamics. Kluwer Academic Publishers, 1995

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

227

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Systemdynamik in industrieller Anwendung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. v. Wagner / Prof. Meinke

3

Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul zeigt Systemdynamik in industrieller Anwendung Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 25%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Rotordynamik (Eigenverhalten, Zentrifuge) Fahrzeugdynamik (Rad/Schiene-System, ICE) Maschinendynamik (Druckzylinder/-maschine) Antriebsstrangdynamik (Schiffsantrieb) Strukturdynamik (Windkraftanlage) Masschine/Fundament-Dynamik (Turbomaschine)

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Systemdynamik in industrieller Anwendung

LV-Art IV

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeit: 30 h Selbststudium und Hausaufgaben: 35 h Prüfungsvorbereitung: 25 h Summe 90 h entsprechend 3 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

228

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Verbundwerkstoffe und daraus gefertigte Strukturen: Theorie und Anwendung Verantwortliche/-r des Moduls: Dr.-Ing. C. Völlmecke, Prof. Dr. rer. nat. W. H. Müller

6

Sekreteriat: MS2

E-Mail: [email protected], [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel der Veranstaltung ist der Erwerb von Kenntnissen über die Zusammensetzung, den Aufbau und der Materialeigenschaften von Verbundwerkstoffen, speziell Faserverbundwerkstoffen. Da diese Werkstoffe vermehrt in Leichtbaustrukturen eingesetzt werden, wird darüber hinaus eine phenomenologische Betrachtung der grundlegenden Prinzipien des Versagens, insbesondere der Stabilitätstheorie im Rahmen dieser Veranstaltung erworben. Freier Vortrag und Bericht über die erarbeiteten Lösungen zu den Übungsaufgaben; Softskills: Ausarbeiten derselben mit einem Wordprozessor (vorzugsweise Latex oder MS-Word). Fachkompetenz: 35% Methodenkompetenz: 35% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Prof. Meinke
ja nein

Literatur:

2. Inhalte Verbundwerkstoffe: Bestandteile, Aufbau und Herstellung; Laminat- und Versagenstheorie Stabilitätstheorie: Phenomäne der elastischen Stabilitätstheorie, Prinzip der totalen potentiellen Energie, Knicken und Beulen, Ein- und Mehrfreiheitsgradsysteme

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Verbundwerkstoffe und daraus gefertigte Strukturen: Theorie und Anwendung

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Parallel zur Vorlesung werden Projektthemen mit Unterarbeitspunkten gestellt, die in Arbeitsgruppen von maximal 5 Personen schriftlich zu bearbeiten sind. Die Lösungen sind wöchentlich vorzutragen. Dabei soll möglichst jede Gruppe im internen Rotationsprinzip einen Lösungsvorschlag unterbreiten.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Kenntnisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik oder Mechanik E, gute mathematische Kenntnisse wünschenswert: Werkstoffkunde, Faserverbunde und Adaptronik im Leichtbau I

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, der Materialwissenschaft, der Physik, des Bauingenieurwesens, der PI unmittelbar nach dem Bachelor.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

229

8. Prüfung und Benotung des Moduls studienbegleitende Prüfung

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h Projekt + 8 h Nacharbeitung pro Woche = 16 x 12 h = 192 h = 6,4 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 50

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung erfolgt in der ersten Veranstaltung anhand einer Teilnehmerliste.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Bazant, Z. P., & Cedolin, L. 1991. Stability of structures: Elastic, inelastic, fracture and damage theories; Thompson, J. M. T., & Hunt, G. W. 1973. A general theory of elastic stability; Timoshenko, S., & Gere, J. M. 1961. Theory of elastic stability; Timoshenko, S., & Goodier, J. N. 1987. Theory of elasticity; Timoshenko, S., & Woinowsky-Krieger, S. 1959. Theory of plates and shells; Tsai, S. W., Hahn, H. T. 1980, Introduction to Composite Materials; Technische Zeitschriften online verfügbare Resourcen zu Verbundwerkstoffen (E-MechLAB): http://mb-s1.upb.de/EMechLAB/Verbundwerkstoff-Mechanik/ Weitere projektrelevante Literatur wird im Rahmen der VL bekannt gegeben.

13. Sonstiges Mögliche Besuche zu einschlägigen Industrie (Airbus Hamburg, DLR Baunschweig) können bei Interesse organisiert werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

230

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Anwendungen der Thermodynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. habil. S. Enders

6 Sekreteriat: TK7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel des Moduls "Anwendungen der Thermodynamik" ist es, die thermodynamischen Kenntnisse für die Bearbeitung einer konkreten, praxisorientierten Problemstellung selbstständig anzuwenden Fachkompetenz: 35% Methodenkompetenz: 35% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Die Inhalte der Projekte werden aus aktuellen Themen der universitären (z.B. drug-delivery systeme, Molekulardynamik an Grenzflächen) oder der industriellen Forschung führender Chemiefirmen (Dow Chemical Company, Degusssa, Total und BASF) ausgewählt. Forschungsthemen können auch von den Projektteilnehmern bzw. Teilnehmerinnen vorgeschlagen werden.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Anwendungen der Thermodynamik

LV-Art PJ

LP 6

SWS 6

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Im Rahmen des Projektes werden neben der eigentlichen Problemlösung in Gruppen gemeinsame Besprechungen und Berichtsveranstaltungen durchgeführt. Zur Vorbereitung der Berichtsveranstaltungen sind Präsentationen auszuarbeiten. Die Ergebnisse werden in einem Bericht zusammengefasst.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Obligatorisch: Kenntnisse der Thermodynamik

6. Verwendbarkeit Für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaften, Energie- und Verfahrenstechnik sowie für andere interessierte Studiengänge.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Bearbeitung PJ: 6 SWS 15 Wochen = 80 h; Vor- und Nachbereitung PJ: 4 SWS 15 Wochen = 60 h Ausarbeitung (Bericht + Präsentation) = 40 h Summe = 180 h= 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Die prüfungsäquivalente Studienleistung besteht aus der benotenden schriftlichen Arbeit und der Präsentation der Ergebnisse. Bei Nichtbestehen kann in einem folgenden Semester die Prüfungsleistung wiederholt werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden

10. Teilnehmer(innen)zahl Teilnehmerzahl pro Projektgruppe: 4

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung erfolgt im Fachgebiet

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12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: siehe Lernumgebung

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Energie-, Impuls- und Stofftransport A-I Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing F. Ziegler

7 Sekreteriat: KT 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sollen: - ein grundlegendes Verständnis für alle thermodynamischen, verfahrenstechnischen oder energietechnischen Wärme- und Stofftransportprozesse besitzen, - Vorgänge beim Wärme- und Stofftransport und dessen Bedeutung in Natur und Technik verstehen, abschätzen und berechnen können sowie hierzu Modellvorstellungen entwickeln können, - unter Zuhilfenahme von Fachliteratur Probleme des Wärme- und Stofftransport in Festkörpern durch die in der Literatur beschriebenen und bekannten Problemlösungen bearbeiten und lösen können, - auch eigenständige Lösungen insbesondere durch Aufstellen und Lösen der zugrunde liegenden Differentialgleichungen erarbeiten können. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 50%
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte - Grundlagen der Apparate zur Wärme- und Stoffübertragung - Mechanismen der Wärmeleitung und Diffusion - Differentialgleichungen der Transportvorgänge - Wärmeleitung, Wärmeübergang, Wärmedurchgang, Berechnung von Wärmeübertragern, Diffusion, Stoffübergangstheorien, Stoffdurchgang, Wärmeleitung und Diffusion unter instationären Bedingungen, Strahlung - Anwendungen auf praktische Probleme: Kühlrippen, Schmelz- und Erstarrungsvorgänge, Kontakttemperaturen etc.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Energie-, Impuls- u. Stoff-transport A-I Energie-, Impuls- u. Stoff-transport A-I

LV-Art VL UE

LP 4 3

SWS 4 2

P/W/WP P P

Semester Winter Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen VVorlesung (VL): Hier werden die theoretischen Grundlagen vermittelt. In die Vorlesung integriert sind Rechenbeispiele und kurze Experimente zur Veranschaulichung. Übung (UE): Diese werden in Form kleiner Gruppen (max. 30 Teilnehmer/innen) durchgeführt. Die Teilnehmer/innen bearbeiten Übungsaufgaben, die sie zur Vorbereitung eine Woche vor dem Tutorium erhalten. Die Aufgaben werden unter Anleitung eines(r) Tutors(in) selbständig in Gruppen oder einzeln gelöst. Zusätzlich werden Grundlagen durch Vorträge der Betreuer ergänzt oder vertieft. Schließlich erhalten die Teilnehmer/innen freiwillig zu lösende Hausaufgaben, die auf Wunsch korrigiert werden. Ergänzend hierzu finden an 5 Terminen im Semester Hörsaalübungen statt, in denen weiterführende Rechenbeispiele vorgeführt werden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme keine

6. Verwendbarkeit Bachelor Energie- und Prozesstechnik / Physikalische Ingenieurwissenschaften

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Es findet eine zweistündige Schriftliche Prüfung am Ende eines Semesters statt. Präsenzzeit: EIS A-I VL 4 SWS* 15 Wochen = 60 h EIS A-I UE 5 Termine á 2 h = 10 h EIS A-I UE 2 SWS* 15 Wochen = 30 h Vor- und Nachbereitung: EIS A-I VL 10 Wochen* 1h = 10 h EIS A-I UE 15 Wochen* 2h = 30 h Vorbereitung der Prüfungsleistungen: EIS A-I Klausur = 70 h Summe = 210 h = 7 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Begrenzung

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung zur Modulprüfung erfolgt über das zentrale elektronische Anmeldesystem QISPOS (http://www.pruefungen.tu-berlin.de/fileadmin/ref10/Hinweise_Online_Anmeldung_Studierende.pdf)

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Buchhandel / UB-Lehrbuchsammlung
ja nein

Literatur: Baehr/Stephan: Wärme- und Stoffübertragung, Springer Verlag, 6. Aufl. 2008 Polifke/Kopitz: Wärmeübertragung, Pearson Studium, 2. Aufl. 2009 Merziger: Repetitorium der höheren Mathematik, Binomi Verlag, 4. Aufl. 2002

13. Sonstiges Das um einen Leistungspunkt größere Modul "Energie-, Impuls- und Stofftransport B-I" enthält eine zusätzliche kurze Einführung in Differentialgleichungen. "EIS A-I" wird in "EIS A-II" fortgesetzt.

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Sicherheitstechnik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. J. Steinbach

4 Sekreteriat: TK0-1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Gebiet der Anlagensicherheit ist mit dem Ansatz einer ganzheitlichen Betrachtungsweise zu einer eigenen Fachdisziplin mit dem Ziel der sicheren Führung verfahrenstechnischer Prozesse geworden. Die Sicherheit ist heute neben Qualität, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit ein gleichberechtigtes Ziel, das es für alle Herstellungsverfahren in der chemischen Industrie zu erreichen gilt. Somit stehen bei der Entwicklung und dem Bau von verfahrenstechnischen Anlagen neben der Gewährleistung eines zweckgerichteten, wirtschaftlichen Betriebes sicherheitstechnische Aspekte zunehmend im Vordergrund. Sicherheit und Zuverlässigkeit sind integrale Bestandteile der Anlagentechnik. Beide sind bereits in der frühen Planungsphase zu berücksichtigen und müssen in den verschiedenen Projektierungs- und Inbetriebnahmephasen konkretisiert werden. Das Modul "Sicherheitstechnik" soll dem angehenden Ingenieur vermitteln, Gefahrenpotentiale zu erkennen, diese zu beurteilen und sicher zu beherrschen.

Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte In der VL Grundlagen der Sicherheitstechnik werden die Grundbegriffe der Sicherheitstechnik, Sicherheitskonzepte für verfahrenstechnische Anlagen sowie die Vorgehensweise für die Implementierung der Sicherheitstechnik in die Anlagentechnik vorgestellt. Dabei werden u. a. die folgenden Themen diskutiert: sicherheitsrelevante Stoffeigenschaften und ihre Kenngrößen, verfahrenstechnische Sicherheitsanalysen und -konzepte, Auslegungsgrundsätze sowie Modelle zur Zuverlässigkeits- und Risikoquantifizierung. In der UE Grundlagen der Sicherheitstechnik werden ausgewählte Kapitel der VL anhand von Rechenbeispielen, konzeptioneller Erarbeitung von Lösungsansätzen und praktischen Beispielen vertieft.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der Sicherheitstechnik Grundlagen der Sicherheitstechnik

LV-Art VL UE

LP 2 2

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Jedes Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen und analytische Übungen zum Einsatz. Bei den analytischen Übungen werden die Aufgaben mit Unterstützung des Lehrenden gelöst.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Grundstudium mit allen Vorlesungen zur Mathematik, Thermodynamik und EIS, aus dem Hauptstudium Grundkenntnisse der Verfahrenstechnik und der verfahrenstechnischen Grundoperationen

6. Verwendbarkeit Die vermittelten Methoden spielen für die Prozessentwicklung, Prozesssimulation, Anlagenplanung und für den Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen eine zentrale Rolle. Sie bilden die Basis für die Entwicklung von optimierten sowie sicherheitskonformen Lösungen. Darüber hinaus ist das erlernte "Denken in Modellen" allgemein anwendbar.

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL Grundlagen der Sicherheitstechnik: 2 SWS* 15 Wochen = 30 h Anal. UE: 2 SWS* 15 Wochen = 30 h Vor- und Nachbereitung: 15 Wochen* 2 h = 30 h Prüfungsvorbereitung: = 30 h Summe=120h = 4 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Die Prüfungen zur Vorlesung "Grundlagen der Sicherheitstechnik" werden mündlich abgehalten. Das Fach hat somit einen Umfang von 2 SWS. Prüfungstermin nach Absprache

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: unbeschränkt

11. Anmeldeformalitäten Für die VL und Analyt. Übungen sind keine Anmeldungen erforderlich

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Sekretariat TK0-1 ja
nein http://www.ast.tu-berlin.de

Literatur: siehe VL-Skript

13. Sonstiges Neben diesem Modul "Sicherheitstechnik" werden zusätzlich im Modul "Vertiefungen zur Anlagen- und Sicherheitstechnik" ergänzende Wahlveranstaltungen, analytische Übungen und Praktika angeboten.

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Grundlagen (CFD1) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6

Sekreteriat: MB1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist es, die Grundlagen der Approximations- und Lösungstechniken für die strömungsmechanischen Bilanzgleichungen kennenzulernen. Es werden verschiedene Techniken zur Herleitung finiter Differenzen und zur Zeitintegration vorgestellt. Im Vergleich dazu werden Finite-Volumen-Methoden in verschiedenen Umsetzungen erläutert. Mit der Programmierung eines Lösers zur numerischen Simulation sowohl stationärer als auch instationärer einfacher Strömungsprobleme sollen die theoretischen Kenntnisse sukzessive praktisch umgesetzt werden. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Bearbeitung strömungsmechanischer Problemstellungen mittels numerischer Methoden, Finite-VolumenMethoden zur Approximation der Euler- und Flachwassergleichungen, Riemannprobleme und Riemannlöser, Verfahren zur numerischen Flussbestimmung, Godunov-Verfahren, Implementation von physikalischen Randbedingungen für CFD Probleme, numerische Zeitintegration und Finite-DifferenzenVerfahren, sukzessive Programmierung eines Strömungslösers, Strömungsvisualisierung.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der numerischen Thermofluiddynamik (CFD 1)

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte sowie Entwicklung von Lösungsansätzen im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden in Kombination mit der Bearbeitung von Beispielaufgaben und der Programmierung eines Strömungslösers

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Numerische Mathematik b) wünschenswert: Strömungsmechanik, allg. Programmierkenntnisse

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 Stunden integrierte Veranstaltung 60 Stunden 15 Wo. x 8 Stunden Vor- und Nachbereitung, Lösung der Hausaufgaben 120 Stunden Summe 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende des Semesters.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmerzahl: 20 pro Übungsgruppe (Anzahl der Übungsgruppen abhängig von der Anzahl der verfügbaren WM) Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://cfd1.cfd.tu-berlin.de

Literatur: P. Wesseling, Principles of Computational Fluid Dynamics LeVeque, Numerical Methods for Conservation Laws E. Becker, Gasdynamik Ferziger/Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics

13. Sonstiges

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238

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Thermo- und Fluiddynamik Vertiefungen (CFD2) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel ist die Einführung in einzelne Probleme der numerischen Strömungssimulation. Schwerpunkt liegt auf der Lösung der instationären Navier-Stokes Gleichungen und den damit verbundenen Schwierigkeiten. Dies sind insbesondere Erzeugung und Verwendung von Rechengittern, inkompressible Theorie, Turbulenz, Stabilität und adjungierte Gleichungen. Im Wechsel mit der Vermittlung theoretischer Kenntnisse werden Strömungsberechnungsverfahren modifiziert und ergänzt sowie auf einfache Grundlagenkonfigurationen angewendet. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Strömungsmechanische Bilanzgleichungen, Randbedingungen, Behandlung instationärer Terme, Konvektionsschemata höherer Ordnung, Problematik der Strömungsfeldberechnung, inkompressible Strömungen/Druckkorrekturverfahren, Berechnung kompressibler Strömungen, Stabilität, Beeinflussbarkeit, Modellreduktion, komplexe Geometrien, Modifizierung und Ergänzung eines Strömungslösers, Berechnung einfacher Grundlagenkonfigurationen, Strömungsvisualisierung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Finite-Volumen-Methoden in der Numerischen Thermofluiddynamik (CFD 2)

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte sowie Entwicklung von Lösungsansätzen im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden in Kombination mit der Bearbeitung von Beispielaufgaben und der Modifizierung , Ergänzung und Anwendung eines Strömungslösers

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Numerische Mathematik oder Numerische Thermo- und Fluiddynamik - Grundlagen (CFD1) b) wünschenswert: Strömungsmechanik, allg. Programmierkenntnisse

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 Stunden integrierte Veranstaltung 60 Stunden 15 Wo. x 8 Stunden Vor- und Nachbereitung, Lösung der Hausaufgaben 120 Stunden Summe 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende des Semesters.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

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239

11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmerzahl: 20 pro Übungsgruppe (Anzahl der Übungsgruppen abhängig von der Anzahl der verfügbaren WM)

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://cfd2.cfd.tu-berlin.de

Literatur: P. Wesseling, Principles of Computational Fluid Dynamics LeVeque, Numerical Methods for Conservation Laws Ferziger, Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics

13. Sonstiges

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240

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Statistische Thermodynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. habil. S. Enders

6 Sekreteriat: TK 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Verstärkung der analytischen Denkweise, Problemlösungskompetenz auf molekularer Ebene, Anwendbarkeit der statistischen Thermodynamik auf technische Fragestellungen, Vertiefung des thermodynamischen Verständnisses. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Grundlagen der Statistik, Boltzmann-Statistik, kanonische, mikro- und makrokanonische Gesamtheit, Entropieberechnung, Herleitung der Hauptsätze der Thermodynamik, Molekulardynamische und MonteCarlo Simulation, Berechnung thermodynamischer Größen mit Hilfe der Statistik.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Statistische Thermodynamik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und analytische Übungen im Frontalunterricht. In der analytischen Übung wird der Vorlesungsinhalt anhand praxisbezogener Aufgaben vertieft. Rechnerübungen mit moderner Software (MC- und MD Simulation).

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Wünschenswert: Besuch des Moduls Thermodynamik II, Kenntnisse in numerischer Mathematik und in der elektronischen Datenverarbeitung.

6. Verwendbarkeit Für die Studiengänge Energie- und Verfahrenstechnik und Physikalische Ingenieurwissenschaften sowie für andere interessierte Studiengänge.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit IV: 4 SWS* 15 Wochen = 60 h Vor- und Nachbereitung IV: 15 Wochen* 4 h = 60 h Vorbereitung Prüfung: = 60 h Summe= 180 h= 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Die Prüfung zur Lehrveranstaltung "Statistische Thermodynamik" wird in mündlicher Form am Ende der Vorlesungszeit abgehalten. Bei Nichtbestehen kann in einem folgenden Semester die mündliche Prüfung wiederholt werden. Die zweite Wiederholungsprüfung erfolgt in mündlicher Form.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbeschränkt

11. Anmeldeformalitäten keine Anmeldung erforderlich

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241

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.thermodynamik-tu.berlin.de

Literatur: Lehrmaterialien werden in der Lernumgebung bereitgestellt

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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242

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Thermische Grundoperationen (TGO) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. habil. S. Enders, Prof. Dr.-Ing. G. Wozny

6 Sekreteriat: TK 7 KWT9

E-Mail: [email protected], [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studienden: - besitzen wissenschaftliche Kenntnisse über die thermischen Grundoperationen, die bei der Beurteilung von Apparaten oder Anlagen in den verfahrenstechnischen Industriezweigen von Bedeutung sind, - kennen die Elemente der Prozessführung in teilweise komplizierten, verketteten Prozessen, - können anhand des erlernten Wissens solche technischen Systeme im späteren Berufsleben auslegen oder praktisch betreiben sowie komplette Verfahren verstehen und beherrschen. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte - VL: Systematik der Grundoperationen, Grundlagen der Verdampfung, Destillation, Rektifi-kation, Absorption, Extraktion, Adsorption, Membrantechnik, Chromatographie; mit prak-tischen Beispie-len - UE: Inhalte der Vorlesung anhand von Rechenbeispielen vertieft und veranschaulicht. Prak-tische Übungsbeispiele zur Verdampfung, Destillation, Rektifikation, Absorption, Extraktion, Adsorption, computerunterstützte Berechnung von Grundoperationen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Thermische Grundoperationen der Verfahrenstechnik Thermische Grundoperationen der Verfahrenstechnik

LV-Art VL

LP 4

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

UE

2

2

P

Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen VL/ UE: Frontalunterricht (Beamer, Tafel, OH) Rechnerübungen: selbständiges Arbeiten

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Wünschenswert: Thermodynamik II oder gleichwertige Veranstaltung

6. Verwendbarkeit Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft und Informationstechnik im Maschinenwesen Die vermittelten Kenntnisse und Methoden sind unentbehrliche Grundlagen für eine Reihe von weiterführenden Lehrveranstaltungen "Verfahrenstechnik I", "Verfahrenstechnik II", "Prozess- und Anlagendynamik" etc. Auch für die praktische Tätigkeit in verschiedenen Industriezweigen sind sie unverzichtbare Grundlagen.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit VL TGO: 4 SWS* 15 Wochen = 60 h Präsenzzeit Übung TGO.: 2 SWS* 15 Wochen = 30 h Vor- und Nachbereitung VL/Übg:: 15 Wochen* 3 h = 45 h Vorbereitung Prüfung: 1 Woche = 45 h Summe= 180h= 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

243

9. Dauer des Moduls Der Block aus VL/UE kann inklusive der Prüfung in 1 Semester abgeschlossen werden

10. Teilnehmer(innen)zahl VL/ UE: keine Beschränkung Rechnerübung: max. 20 Studierende (10 Rechner, 2 Studierende pro Rechner)

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung zur Mündlichen Prüfung erfolgt im zuständigen Prüfungsamt, ggf über die onlinePrüfungsanmeldung. VL und UE: keine Anmeldung erforderlich

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein erste VL, Sprechstunden des zuständigen WM ja
nein http://www.dbta.tu-berlin.de

Literatur: siehe VL-Skript

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

244

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Thermodynamik II

7

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. G. Wozny, Prof. .Dr. S.Enders

Sekreteriat: KWT 9, TK 7

E-Mail: [email protected], [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - haben wissenschaftliche Kenntnisse über die Berechnung von Phasen- und Reaktionsgleichgewichten als Grundlage für weiterführende Lehrveranstaltungen, für wissenschaftliche Arbeit und für die industrielle Praxis, - besitzen die Fähigkeit zur Literaturrecherche und zur wissenschaftlichen Diskussion (ggf. auch in englischer Sprache), - haben die Fähigkeit, konventionelle Problemlösungen kritisch zu hinterfragen, zu verbessern oder durch neue Lösungen ersetzen können.

Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte - Thermodynamische Grundlagen zur Berechnung von Gleichgewichten in verfahrens- und energietechnischen Anlagen - Berechnung von Mehrstoff- und Mehrphasengleichgewichten, sowie von Reaktionsgleichgewich-ten. Beispiele technischer Anwendungen. Experimente während der Vorlesungen veranschauli-chen den Stoff zusätzlich. - UE: Inhalte der Vorlesung werden anhand von Rechenbeispielen vertieft und veranschaulicht

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundzüge der Thermodynamik II Grundzüge der Thermodynamik II Grundzüge der Thermodynamik II

LV-Art VL UE TUT

LP 4 2 1

SWS 4 2 2

P/W/WP P P P

Semester Jedes Jedes Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen / Übungen: Frontalunterricht (Tafel, OH) mit allen Teilnehmer(inne)n. Keine Begrenzung

5. Voraussetzungen für die Teilnahme VL / UE: vorheriger Besuch des Moduls "Thermodynamik Ia" oder "Thermodynamik Ib" ist notwendig.

6. Verwendbarkeit Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft Die vermittelten Kenntnisse und Methoden sind unentbehrliche Grundlagen für eine Reihe von weiterführenden Modulen, z.B. "Thermische Grundoperationen der Verfahrenstechnik", "Energietechnik I+II", "EIS I+II","Verfahrenstechnik I", "Verfahrenstechnik II", "Prozess- und Anlagendynamik" etc. auch für wissenschaftliche Arbeit und für die praktische Tätigkeit in verschiedenen Industriezweigen sind sie unverzichtbare Grundlagen.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

245

8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Prüfung: in der vorlesungsfreien Zeit. Bei Nichtbestehen kann in einem folgenden Semester die schriftliche Prüfung wiederholt werden. Die zweite Wiederholungsprüfung erfolgt in mündlicher Form.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit VL Thermodynamik II: 15 Wochen zu 4 SWS = 60 h; Vor- und Nachbereitung VL: 15 Wochen zu 1 SWS = 15 h; Präsenzzeit Anal. Übung.: 15 Wochen zu 2 SWS = 30 h; Präsenzzeit Anal. Tutorium.: 15 Wochen zu 2 SWS = 30 h; Vor- und Nachbereitung Übg. und Tut.: 15 Wochen zu 2 SWS = 30 h; Vorbereitung Prüfung: = 55 h; Summe: 220 h, d.h. 7 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Bis zur Einführung eines zentralen elektronischen Anmeldesystems erfolgt die Anmeldung zu einer Schriftlichen Prüfung durch Teilnahme. Zu VL und UE ist keine Anmeldung erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein erste VL, Sprechstunden des zuständigen WM ja
nein pcitr4.fb10.tu-berlin.de, www.thermodynamik.tu-berlin.de

Literatur: Gmehling, J. / Kolbe, B.: Thermodynamik, 2. Auflage, VCH-Verlag, Weinheim, 1992 (Lehrbuchsammlung: 5 Lo 299) Smith, J.M. / Van Ness, H.C. / Abbott, M.M.: Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 5. Auflage, McGraw-Hill, New York, 1996. (Lehrbuchsammlung: 5 Lo 300) Prausnitz, J.M. / Lichtentaler, R.N. / de Azevedo, E.G.: Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, 3. Auflage, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, NJ, 1999

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

246

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Aerothermodynamik II

9

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Aerothermodynamik II über Kenntnisse in:
- Funktionsweise moderner Messprogramme und Messsoftware (experimentelle Projekte)
- Funktionsweise moderner numerischer Softwarepakete (numerische Projekte)

Fertigkeiten:
- Erstellen von Ergebnisprotokollen und Präsentation von Ergebnissen
- Umgang mit moderner Messsoftware und numerischer Software
- Umgang mit anderen Studenten bei der gemeinsamen Bearbeitung der Projekte
- verantwortungsvoller Umgang mit Versuchsanlagen, Sensorik und Messequipment

Kompetenzen:
- selbständiges Erarbeiten (in Kleingruppen) von geeigneten Methoden und Lösungen zu aerothermodynamischen Problemstellungen
- Einhaltung eines eng definierten Zeitrahmens zur Bearbeitung des Projektes
- Vertiefung des Verständnisses der in Aerothermodynamik I vermittelten physikalischen Grundlagen Fachkompetenz: 45% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte In dieser LV werden kleinere numerische und experimentelle Projekte zu aerothermodynamischen Problemstellungen aus aktuellen Forschungsthermen in Gruppen selbständig bearbeitet und durchgeführt. Die Betreuung der Projekte erfolgt durch fachkompetente Forschungsassistenten. Ergänzend hierzu werden Lehrvorträge zu ausgewählten Thermengebieten angeboten. Zum Abschluss jedes Projektes gehören zwei Gruppenvorträge und ein schriftlicher Abschlussbericht.
In vergangenen Semestern erfolgreich durchgeführte Projekte hatten u.a. folgende Thermenschwerpunkte:
Numerische Projekte:
- Durchströmung einer Lavaldüse und Bestimmung von Rayleigh- und Fanno-Linien
Ablösebeeinflussung durch Heizen/Kühlen an einem Tragflügel
- Umströmung eines gekühlten Zylinders und Bestimmung der Nusselt-Zahl Verteilung

Experimentelle Projekte:
Visualisierung von Wandschubspannungsfeldern mit Hilfe der Infrarot-Thermografie
- Auslegung und Erprobung von auf der Analogie zwischen Wärme und Impulstransport basierenden Sensoren
Untersuchungen zur instationären Prallkühlung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Aerothermodynamik II

LV-Art IV

LP 9

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul Aerothermodynamik II ist ausschließlich ein Projektfach.

Aufgabe:
- kleine Projekte werden von Studentengruppen selbständig bearbeitet
- es werden sowohl numerisch als auch experimentelle Projekte angeboten

Der Abschluss jedes Projektes erfolgt durch einen schriftlichen Bericht und eine Abschlusspräsentation.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorische Voraussetzungen:
- Grundlagen der Strömungslehre
- Übungsschein Aerothermodynamik I

wünschenswerte Voraussetzungen:
- Lineare Algebra für Ingenieure
- Analysis I
Analysis II
- Differentialgleichungen für Ingenieure
Einführung in die Informationstechnik
- Einführung in die klassische Physik für Ingenieure
Aerodynamik I + II
- Numerik I

6. Verwendbarkeit geeigneter Studiengang:
- Master Luft- und Raumfahrt
- Master Physikalische Ingenieurwissenschaften

geeignete Studienschwerpunkte:
- Luftfahrttechnik

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

247

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsaquivalente Studienleistungen:
- Zwischenpräsentation
Abschlusspräsentation
- Abgabe eines Projektberichtes

Jede der Teilleistungen muss bestanden werden! Präsenzstudium:
Experimentelles oder numerisches Arbeiten: 15x4 Stunden = 60 Stunden

Eigenstudium:
Projektarbeit: 60 Stunden = 180 Stunden

Prüfungsvorbereitung: 3x10 Stunden = 30 Stunden

Summe: 270 Stunden
Leistungspunkte: 9 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.


10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist, bedingt durch die Projekte, auf 30 Studenten begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung:
- in der ersten Vorlesung

Anmeldung zur Prüfung:
Prüfung muss ensprechend der gültigen Prüfungsordnung angemeldet werden.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein beim betreuenden Assistenten
ja nein

Literatur: Literaturliste im Skript

13. Sonstiges

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248

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Energieverfahrenstechnik I

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. F. Behrendt

Sekreteriat: RDH 9

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - besitzen vertiefte wissenschaftliche Kenntnisse im Bereich der Gewinnung von fossilen und biogenen Primärenergieträgern, ihrer Wandlung in Sekundärenergieträger sowie ihrer umweltgerechten Nutzung in thermischen Wandlungsprozessen, - besitzen die Fähigkeit zur Literaturrecherche und zur wissenschaftlichen Diskussion (ggf. auch in englischer Sprache), - besitzen die Fähigkeit, konventionelle Problemlösungen kritisch zu hinterfragen, zu verbessern oder durch neue Lösungen zu ersetzen. - können anhand des erlernten Wissens machanische und technische Systeme im späteren Berufsleben auslegen oder praktisch betreiben sowie komplette Verfahren verstehen und beherrschen. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte - Gewinnung sowie chemische und thermische Beschreibung fossiler und biogener Primär-energieträger - Wandlung der Primärenergieträger in nutzbare Sekundärenergieträger und deren Normung - Grundlegende physikalisch-chemische Beschreibung der thermischen Nutzung von Sekundärenergieträgern und deren technische Umsetzung - Grundlagen der Abgasbehandlung und deren technische Umsetzung - Physikalisch-chemische Grundlagen der Verbrennung: Thermodynamik, kinetische Gastheo-rie, Transportphänomene, Reaktionskinetik, chemisches Gleichgewicht, Zündprozesse, all-gemeine Bilanzgleichungen reagierender Strömungen, laminare Vormischflammen, laminare Diffusionsflamme

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Verbrennung I Energieverfahrenstechnik Energieverfahrens- und Reaktionstechnik

LV-Art VL VL SE

LP 2 2 2

SWS 2 2 1

P/W/WP P P P

Semester Winter Winter Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen IV basieren auf Vorlesungen und enthalten praktische Übungen im Labor und am Computer sowie Exkursionen; Beteiligung am Seminar mit eigenem Vortrag

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Wünschenswert: Kenntnisse in Thermodynamik und Energie-, Impuls- und Stofftransport sowie chemische Grundkenntnisse und Programmierkenntnisse (bevorzugt in MATLAB)

6. Verwendbarkeit Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft Grundlagen für berufliche Tätigkeit im Bereich der technischen Nutzung thermischer Wandlungspro-zesse fossiler und biogener/regenerativer Brennstoffe (z. B. Klein- und Großkraftwerke, motorische Verbrennung)

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249

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung; unbenoteter Scheine für den Seminarvortrag sind Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung Präsenzzeiten: VL: 4 SWS* 15 Wochen = 60 h Seminar: 1 SWS* 15 Wochen = 15 h Vor- und Nachbereitung: VL: 15 Wochen * 3 h = 45 h SE: 15 Wochen * 2 h = 30 h Prüfungsvorbereitung = 30 h Summe= 180 h= 6 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in zwei Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl nicht limitiert

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung zur Mündlichen Prüfung erfolgt im zuständigen Prüfungsamt, ggf über die onlinePrüfungsanmeldung

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: berlin.de/RDH_deu/veranstaltungen.htm


ja

nein

ja
nein http://www.evur.tu-

Literatur: J. Warnatz, U. Maas, R. W. Dibble: Verbrennung, Springer Verlag S. R. Turns: An Introduction to Combustion, McGraw-Hill Artikel aus der aktuellen (auch englischsprachigen) Literatur

13. Sonstiges Bestandteil der Wahlpflicht- Modulliste "Technische Grundoperationen" (für Fakultät III)

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250

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Gasdynamik I Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

6 Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Gasdynamik I über: Kenntnisse: - von grundlegenden Begrifflichkeiten der Gasdynamik - beim Umgang mit Zustandsgrößen bei unterschiedlichen Strömungsrandbedingungen - über Ausströmvorgänge von Druckspeichern - über Verdichtungsstöße und Expansionen - über die Interaktion von Stößen und Expansionswellen - von Strömungszuständen in und hinter konvergenten Düsen bzw. Lavaldüsen - über die instationäre Wellenausbreitung nach der akustischen Theorie - über die instationäre Wellenausbreitung in Stoßwellenrohren - über unterschiedliche Versuchsanlagen zur Untersuchung von gasdynamischen Fragestellungen Fertigkeiten: - Berechnung von Ausströmvorgängen aus Druckspeichern hinsichtlich des Zustandsgrößenverlaufs, des Massenstromes und des sich ergebenden Impulses (Schub) bei unterschiedlichen Düsenkonturen - Berechnung der Zustandsgrößenänderung bei reibungsfreien bzw. adiabaten Rohrströmungen - Berechnung der Strömungsgrößenänderung über schräge und senkrechte Verdichtungsstöße - Berechnung der Strömungsgrößenänderung über die an konvexen Ecken auftretenden Expansionen - Berechnung der Änderungen von Strömungsgrößen bei komplexen Stoß-Stoß-, Stoß-Expansions- bzw. Expansions-Expansions-Interferenzen - Berechnung des Zustandsgrößenverlaufs in Lavaldüsen - Berechnung der Zustandsgrößen hinter nicht angepassten Lavaldüsen - Erstellung von Wellenplänen bei akustischer Wellenausbreitung als auch in Stoßwellenrohren Kompetenzen: - Auslegung von Druckspeicherkanälen - Auslegung von Profilen für Überschallströmungen - Bewertung der Eigenschaften von Lavaldüsen in Abhängigkeit ihres Einsatzbereichs - Programmierung und Ergebnisdarstellung mit der Software Scilab oder Matlab - Arbeiten in Kleingruppen Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40%
Systemkompetenz: Sozialkompetenz: 10%

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251

2. Inhalte 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung LV-Art Gasdynamik I IV Vorlesung: - Thermodynamische Grundlagen der Gasdynamik - Stationäre, eindimensionale kompressible Strömungen - Kompressible Strömungen mit Reibung und Wärmeaustausch - Verdichtungsstöße - Isentrope Kompressions- und Expansionsströmungen - Quasi-Eindimensionale Strömungen - Instationäre Wellenausbreitung - Versuchsanlagen

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

Übung: - Grundlagen: Abgrenzung zur Aerodynamik, Definitionen von innerer Energie, Enthalpie und Entropie, Erhaltungssätze, Gasgleichung, Zustandsänderungen - Berechnungsmethoden: Herleitung und Anwendung der Gleichungen nach de Saint-Vernant & Wantzel (Ausflussformel), Flächen-Geschwindigkeits-Beziehung, Flächen-Machzahl-Beziehung, Durchfluss, Massenstrom - Berechnungsmethoden: Berechnung von reibungsfreien Rohrströmungen (Rayleigh-Strömungen) bzw. adiabaten Rohrströmungen (Fanno-Strömungen) - Stöße: An typischen Überschallkonfigurationen werden die Phänomene Stoß und Schrägstoß diskutiert, Anwendung von Herzkurven bei Stoßreflexionen, Stoßpolaren, Erörterung von Stoßdurchkreuzungen, Entwicklung der Rayleigh-Pitot-Gleichung und ihr Vergleich mit den Isentropenbeziehungen, Berechnung von Heckströmungen - Kompressions- und Expansionsströmungen: Entwicklung der Prandtl-Meyer-Eckenexpansion und Anwendung an typischen Überschallkonfigurationen, Berechnung und Diskussion von Druckverläufen an Überschallprofilen - Quasi-Eindimensionale Strömungen: Berechnung der Zustandsgrößen in und hinter angepassten bzw. nicht angepassten Lavaldüsen, Diskussion verschiedener Betriebszustände von Lavaldüsen unter Berücksichtigung des Massenstroms, Schubentwicklung von konvergenten bzw. konvergent-divergenten Düsen - instationäre Wellenausbreitung: Anwendung der akustischen Theorie, Berechnung zur Ausbreitung von Kompressions- und Expansionswellen, Berechnung der Betriebszustande von Stoßwellenrohren, Erstellung von Wellenplänen für geschlossene bzw. offene Stoßrohre Experiment: Am Trans-/Überschallkanal des Instituts für Luft- und Raumfahrt wird in Kleingruppen folgendes Experiment durchgeführt: Vermessung eines bikonvexen Profils im Überschall, Berechnung des Druckbeiwertes, Erörterung der Phänomene Stoß und Expansion mit Hilfe des Schlierenverfahrens

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen mit integrierten Übungen zum Einsatz.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre b) wünschenswert: Aerodynamik I + II, Lineare Algebra für Ingenieure, Analysis I, Analysis II, Differentialgleichungen für Ingenieure, Mechanik, Kinematik und Dynamik, Einführung in die Informationstechnik, Einführung in die klassische Physik für Ingenieure

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist insbesondere für den Studiengang Luft- und Raumfahrt sowie für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft geeignet. Es bildet die Grundlage für das weiterführende Modul Gasdynamik II sowie eine nicht obligatorische Grundlage für das Modul Aerothermodynamik I.

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252

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h; dies entspricht 6 LP (bei 1LP für 30 Arbeitsstunden), die sich wie folgt zusammensetzen: Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium (einschließlich Prüfung und Prüfungsvorbereitung): 120 h

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen müssen im Prüfungsamt angemeldet werden. Terminabsprache erfolgt mit dem zuständigen Mitarbeiter des Fachgebietes. Nähere Informationen zur Anmeldung und zu Prüfungsterminen sind im Internet unter http://www.aero.tu-berlin.de abrufbar.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein beim betreuenden Assistenten
ja nein

Literatur: Literaturliste im Skript

13. Sonstiges

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253

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Gasdynamik II Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

6 Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Gasdynamik II über: Kenntnisse: - von der Methode der Charakteristiken - über die numerische Simulation mit Hilfe einer kommerziellen Software - über Profilumströmungen im Überschall - über konische Strömungsphänomene - über transsonische Strömungsphänomene - über die Beurteilung von Überschallflugzeugen hinsichtlich ihrer wirtschaftlichen und gasdynamischen Anforderungen - über Hyperschallfluggeräte - über Hyperschallversuchsanlagen Fertigkeiten: - Auslegung von zweidimensionalen oder rotationssymmetrischen Lavaldüsen unter gegebene Randbedingungen mit Hilfe der Methode der Charakteristiken - Entwicklung numerischer Simulationen für Überschallströmungen - Berechnung des Druckbeiwertverlaufs anhand der Profilgeometrie in Überschallströmungen - Berechnung der Auftriebs- und Widerstandspolaren anhand der Profilgeometrie in Überschallströmungen - Unterscheidung der Stoßphänomene in zwei- bzw. dreidimensionalen Strömungen - Beurteilung verschiedener Überschallflugzeuge hinsichtlich ihres Geschwindigkeitseinsatzbereichs - Berechnung der Zustandsgrößen in hypersonischen Strömungen Kompetenzen: - Anwendung der Methode der Charakteristiken - Anwendung einer kommerziellen numerischen Simulationssoftware - Beurteilung von Profilgeometrien in Überschallströmungen - Beurteilung von Überschallflugzeugen - Arbeiten in Kleingruppen Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40%
Systemkompetenz: Sozialkompetenz: 10%

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254

2. Inhalte 3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung LV-Art Gasdynamik II IV Vorlesung: - Charakteristiken-Verfahren (zwei-/dreidimensional) - Einführung in die numerische Strömungssimulation - Theorie kleiner Störungen / Theorie schlanker Profile - Konische Strömungen - Transsonische Strömungen - Auslegung von Überschallflugzeugen - Hyperschallströmungen - Hyperschallversuchsanlagen

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

Übung: - Charakteristiken-Verfahren: Herleitung der mathematischen Grundlagen und Diskussion zum Gültigkeitsbereich der Methode der Charakteristiken (MdC), Auslegung einer zweidimensionalen Lavaldüse kürzester Länge, Berechnung des Auf- und Widerstandsbeiwertes eines konturierten Körpers mit Hilfe der MdC, Berechnung der Stoß-Expansions-Interferenz mit Hilfe der MdC - Numerische Berechnung der mit Hilfe der MdC ausgelegten Lavaldüse - Diskussion der Störpotenzialgleichung und ihre mathematische Einteilung in Unter/Überschallströmungen, Herleitung der linearisierten Überschallpotenzialgleichung, Berechnung von Druck-, Auftriebs- und Widerstandsbeiwert an komplexen Geometrien im Überschall - Konische Strömungen: Diskussion der Unterschiede zwischen zwei- und dreidimensionalen Strömungen bezüglich der Stoßausbreitung - Überschallflugzeuge: Berechnung des Druckverlaufs an unterschiedlichen Profilformen, Unterscheidung zwischen Unter- und Überschallvorderkanten, Diskussion verschiedener Rumpfformen bei Überschallströmungen - Entwicklung und Diskussion der Hyperschallgleichungen aus den Stoßbeziehungen, Berechnung des Druckverlaufs um komplexe Körper bei Hyperschallanströmung, Entwicklung der Newton'schen Theorie und ihre Anwendung, Herleitung der erweiterten Newton'schen Theorie, Diskussion verschiedener Hyperschall-Flugzeuge Experiment: Am Trans-/Überschallkanal des Instituts für Luft- und Raumfahrt wird in Kleingruppen folgendes Experiment durchgeführt: Vermessung der Lavaldüse, die in vorangegangenen Übungen mit Hilfe der MdC ausgelegt wurde. Diskussion der Messergebnisse im Vergleich zur numerischen Simulation. Eine Schlierenoptik verdeutlicht die in der Vorlesung und Übung erläuterten Phänomene wie Stoßlage und Expansionswellen.

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen mit integrierten Übungen zum Einsatz.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre, Gasdynamik I b) wünschenswert: Aerodynamik I + II, Lineare Algebra für Ingenieure, Analysis I, Analysis II, Differentialgleichungen für Ingenieure, Mechanik, Kinematik und Dynamik, Thermodynamik I oder Aerothermodynamik I, Einführung in die Informationstechnik, Einführung in die klassische Physik für Ingenieure

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist insbesondere für den Studiengang Luft- und Raumfahrt sowie für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft geeignet. Es bildet eine nicht obligatorische Grundlage für das Modul Aerothermodynamik I.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

255

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h; dies entspricht 6 LP (bei 1LP für 30 Arbeitsstunden), die sich wie folgt zusammensetzen: Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium (einschließlich Prüfung und Prüfungsvorbereitung): 120 h

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen müssen im Prüfungsamt angemeldet werden. Terminabsprache erfolgt mit dem zuständigen Mitarbeiter des Fachgebietes. Nähere Informationen zur Anmeldung und zu Prüfungsterminen sind im Internet unter http://www.aero.tu-berlin.de abrufbar.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein beim betreuenden Assistenten
ja nein

Literatur: Literaturliste im Skript

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

256

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Gasturbinen und Thermoakustik Verantwortliche/-r des Moduls: Paschereit

6 Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse: - Design und Technologie moderner stationärer Gasturbinen - Rotierende Komponenten (Kompressor und Turbine) - Thermodynamische Grundlagen von Gasturbinenzyklen - Brennkammerauslegung für stationäre Gasturbinen / Grundlagen des Verbrennungsprozesses - Thermoakustische Beurteilung von Gasturbinenbrennern Fertigkeiten: - Auslegung und Berechnung thermodynamischer Zyklen - Übertragung der vermittelten Methoden und Techniken auf andere Gasturbinentypen - Anwendung mathematischer Methoden auf strömungstechnische Phänomene in Gasturbinen - Verständnis der Grundlagen der Thermoakustik und Anwendung auf reale Konfigurationen - Modellierung thermoakustischer Systeme und Beurteilung ihrer Stabilität - Dämpfung & Kontrolle von Brennkammerschwingungen Kompetenzen: - Befähigung zur Beurteilung und Auslegung verschiedener Gasturbinentypen für die stationäre Energieerzeugung - Beurteilung der Effizienz der einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel im Gesamtsystem stationärer Gasturbinen - Beurteilung von thermoakustischen Sytemen - Befähigung zur Analyse und Kontrolle von thermoakustischen Instabilitäten Fachkompetenz: 70% Methodenkompetenz: 10% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Grundlagen der Gasturbine (Schwerpunkt: stationäre Gasturbinen): Thermodynamische Zyklen Grundlagen der Verbrennung: vorgemischte und nicht vorgemischte Flammen, Flammengeschwindigkeiten, Kennzahlen, Schadstoffbildung, Reaktionskinetik Brenner und Brennkammer: Treibstoffeinspritzung, Brenneraerodynamik, Flammenstabilisierung (Nachlauf, aerodynamische Stabilisierung, drallstabilisierte Verbrennung), Mischung, Wärmeübertragung in der Brennkammer Verdichter und Turbine, Kühlung, Secondary Air Flow System Grundlagen der Thermoakustik: Grundlagen der reagierenden Strömungen, akustischen Wellen, Entropiewellen Entstehung von Instabilitäten, Rayleigh Kriterium Beschreibung verschiedener thermoakustischer Systeme, Anwendung auf Brennkammern, Boiler und Haushaltsbrenner, Simulation von Brennkammerinstabilitäten Bestimmung von Flammentransferfunktionen, Stabilitätsanalyse Grundlagen der Kontrolle instabiler Verbrennungsvorgänge: Ziele der Kontrolle instationärer Verbrennung (Emissionen, Wirkungsgrad, Löschgrenzenerweiterung, Pulsationen), aktive und passive Kontrollmethoden, akustische Dämpfungsmethoden (Breitband und einzelne Frequenzen), Sensoren und Aktuatoren, Kontrollstrategien

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Gasturbinen und Thermoakustik

LV-Art IV

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 6

SWS 4

SoSe 2012

P/W/WP P

Semester Winter

257

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und analytische Übungen im Wesentlichen als Frontalunterricht mit unterstützenden Experimenten und Videopräsentationen. Praxisbezogene Rechenübungen vertiefen das vermittelte Wissen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre oder Äquivalent b) wünschenswert: Turbulente Strömungen

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 x 4 Stunden Präsenzzeit: 60 Stunden 15 x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 Stunden Hausaufgaben: Bearbeitungszeit 50 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Prüfung 40 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Termin für mündl. Prüfung mit Dozenten vereinbaren

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://fd.tu-berlin.de

Literatur: Vorlesungsmitschrift Lefebvre, A. H., Gas Turbine Combustion, Taylor & Francis, 1998 Putnam, A.A., Combustion-Driven Oscillations in Industry, Elsevier, New York, 1971

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

258

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. R. King

9

Sekreteriat: ER 2/1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sollen: - befähigt sein, Regelungen für bekannte Aufgabenstellungen und für ein vollkommen neues Produkt oder eine neue, bisher nicht betrachtete Anlagenvariante aufzustellen - bestehende Systeme oder bereits implementierte Regelkreise unter Ausnutzung interdisziplinären Wissens analysieren und optimieren können - die Fähigkeit in "Systemen zu denken" beherrschen, - Kenntnisse über messtechnische Grundprinzipien haben und mit diesem Wissen nicht behandelte Messverfahren verstehen und ihre Verwendbarkeit, z. B. bezüglich Genauigkeit, Sensitivität, etc., beurteilen können, - mittels intensiver und eigener Beschäftigung mit dem Arbeitsfeld der Regelungstechnik Aufgaben lösen und aktuelle Fragestellungen aus den Anwendungsgebieten kritisch hinterfragen und verbessern können. Fachkompetenz: 20% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Regelungstechnik: Math. Modellierung von Systemen aus unterschiedlichen Fachdisziplinen; Darstellung im Zustandsraum und Bildbereich; Analyse der Regelstrecke und des geschlossenen Regelkreises, Synthese von linearen Reglern mit unterschiedlich leistungsfähigen Verfahren (Auslegungsregeln für PID, direkte Vorgabe, Frequenzkennlinienverfahren, usw.); Einführung mehrschleifige Regelkreise; Ausblick auf gehobene Verfahren; praktische Umsetzung der gefundenen Regler. Messtechnik: Grundlegende Strukturen, Einheitensystem, ausgewählte Prinzipien, Fehlerbetrachtung, Bussysteme, Grundmessgrößen (Druck, Temperatur, Füllstand, Durchfluss, etc.) Der methodenorientierte Charakter erfordert für viele Studierende eine intensive eigene Beschäftigung mit der Regelungstechnik. In Analytischen Übungen sollen die Studierenden daher unter Anleitung Aufgaben lösen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik Analytische Übung zu Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik

LV-Art VL UE

LP 6 3

SWS 4 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen und analytische Übungen zum Einsatz. In den analytischen Übungen werden die Aufgaben mit Unterstützung des Lehrenden gelöst.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Wünschenswert: Alle mathematischen Grundvorlesungen, insbesondere auch zu Differentialgleichungen (ITPDGL oder gew. DGL). Mindestens ein Modul, in dem die Modellierung von dynamischen Systemen behandelt wurde (z.B. Energie-, Impuls- und Stofftransport oder Mechanik II) Grundlagen der Elektrotechnik.

6. Verwendbarkeit

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

259

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Schriftliche Prüfung. Es werden zwei Mal im Jahr Schriftliche Prüfungen angeboten (üblicherweise Anfang März und Ende September). Voraussetzung für die Teilnahme ist ein mit Erfolg bestandener Übungsschein zur zugehörigen analytischen Übung. Präsenzzeit VL: 4 SWS* 15 Wochen = 60 h Vor- und Nachbereitung VL: 15 Wochen* 4 h = 60 h Präsenzzeit Anal. Übg.: 2 SWS* 15 Wochen = 30 h Vor- und Nachbereitung Anal. Übg: 15 Wochen* 4 h = 60 h Vorbereitung Prüfung: 1 Woche = 40 h Summe= 264 h, d.h. 9 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul mit der VL "Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik " kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: VL unbeschränkt; Analyt. Übung: unbeschränkt;

11. Anmeldeformalitäten Für die VL und Anal. Übungen sind keine Anmeldungen erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: berlin.de/menue/studium_lehre/lehrangebot/

ja
nein Sekretariat ER 2/1 ja
nein http://www.mrt.tu-

Literatur: siehe VL-Skript

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

260

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Irreversible Thermodynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. Strehlow

6 Sekreteriat: TK 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Im Modul Irreversible Thermodynamik sollen die feldtheoretischen Grundlagen und Methoden zur Berechnung thermodynamischer Prozesse erarbeitet werden. Die Anwendung der theoretischen Grundlagen und Methoden auf praxisnahe Anfangs- und Randwertprobleme erfolgt in den Übungen in Teamarbeit. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30%
Systemkompetenz: Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Wärmeleitung, innere Reibung, Diffusion, chemische Reaktionen und Viskoelastizität in der Thermodynamik irreversibler Prozesse (TIP). Navier-Stokes-Fourier-Fluide und Mischungen von Eulerschen Flüssigkeiten in der Rationalen Thermodynamik. Kinetische Gastheorie und Erweiterte Thermodynamik (Beschleunigungs- und Stoßwellen, Absorption und Dispersion von Schall und Randwertprobleme)

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Irreversible Thermodynamik Irreversible Thermodynamik

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen und Übungen zum Einsatz. In den Übungen werden Lösungen der Übungsaufgaben sowohl von dem Lehrenden als auch von den Studierenden vorgestellt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Thermodynamik I b) wünschenswert: Thermodynamik II, Energie- Impuls- und Stofftransport, Tensoranalysis

6. Verwendbarkeit insbesondere geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft (PI), Energie- und Verfahrenstechnik und Werkstoffwissenschaften

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeit : 60 h Hausaufgaben : 40 h Vor- und Nachbereitung : 40 h Prüfungsvorbereitung : 40 h Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h; dies entspricht 6 LP (bei 1LP für 30 Arbeitsstunden).

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung am Ende; ein benoteter Übungsschein ist Voraussetzung für die Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

261

11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden spätestens eine Woche vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfenden angemeldet.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Literaturliste wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

262

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Materialtheorie

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. V. Popov

Sekreteriat: C 8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Verständnis physikalischer Grundlagen ausgewählter Materialgruppen (Metalle, Formgedächtnislegierungen, Elastomere). Fähigkeit zur qualitativen und quantitativen Analyse von komplexen Materialverhalten und Materialwahl. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 30%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte I. Metallische Werkstoffe Plastische Deformation, Verfestigung, Kriechen, Rekristallisation; Einzel- und Polykristalle, reine Metalle, Legierungen, binäre Verbindungen, mehrphasige Werkstoffe, Superlegierungen; Speicherung von Versetzungen und Verfestigung; Griffith Bruchkriterium, Speicherung von Mikrorissen, Zhurkovs kinetische Theorie des Bruches II. Formgedächtnislegierungen Martensitische Phasentransformationen, Formgedächtnis, Pseudoelastizität, reaktive Spannungen; Anwendungen in Medizin, Sensorik, Antriebe und Stellglieder (z.B. in MEMS). III. Elastomere Viskoelastizität und Nichtlinearität, Gedächtniseffekte, Verglasungstemperatur, FrequenzTemperaturzusammenhänge; Masterkurven; Dichtungen, Reibung, adhäsive Vorrichtungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Materialtheorie

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung und Übung

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundkenntnisse in der Mechanik im Umfang der Module "Statik und elementare Festigkeitslehre" und "Kinematik und Dynamik" bzw. einsemestrige Mechanik (Mechanik E) b) wünschenswert: Kontinuumsmechanik, z.B. im Umfang des Moduls "Kontinuumsmechanik", Thermodynamik

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL (Präsenz) 15*) x 4 h ==> 60 h Bearbeitung von Hausaufgaben 15 x 4 h ==> 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h ==> 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

263

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 30

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester(n) abgeschlossen werden.

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung ist bis zum Tag der Prüfung möglich

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur:

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

264

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Phasengleichgewichte in Vielstoffsystemen (Polymerthermodynamik) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. habil. S. Enders

6

Sekreteriat: TK 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Thermodynamische Beziehungen werden im Grundstudium an Zwei- oder höchstens Drei-Stoffgemischen demonstriert. Für praktische Anwendungsfälle ist diese Vorgehensweise jedoch nicht ausreichend, da sowohl technische als auch natürliche Stoffe in Vielstoffgemischen anfallen. Beispiele sind hier z.B. Polymere (Hauptbestandteil von Kunststoffen) oder Erdöl. Nach einer Wiederholung der Grundlagen der Thermodynamik der Mischungen wird auf spezielle Methoden eingegangen, Vielstoffgemische zu berechnen. Darüber hinaus bedingt die ausgeprägte Kettenstruktur von Polymeren zusätzliche Besonderheiten im Phasenverhalten und der thermodynamischen Beschreibung dieser Stoffe (Polymerthermodynamik). Diese werden ausführlich diskutiert. Dieser erste Teil der Vorlesung, der sich über sechs Wochen erstreckt, wird gemeinsam für die Studierenden des internationalen Studienganges "Polymer Science" in englischer Sprache gelesen.

Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Inhalt der Vorlesung " Phasengleichgewichte in Vielstoffsystemen ". Wiederholung thermodynamischer Grundlagen; Phasengleichgewichte in Polymerlösungen, P-T, P-x Diagramme, Berechnungsmethoden: GE - Modelle (Flory-Huggins, UNIFAC), Berechnung der Aktivitätskoeffizienten, Zustandsgleichungen (Überblick), Störungstheorien. Die Übungen dienen dazu, die in den Vorlesungen gehörten theoretischen Grundlagen in praktische Rechenarbeit umzusetzen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Phasengleichgewichte in Vielstoffsystemen

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen / Übungen: Frontalunterricht (Tafel, OH) mit allen TeilnehmerInnen Rechnerübungen: max. 10 Personen, selbständiges Arbeiten mit Betreuung

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Vorheriger Besuch der LV "Grundzüge der Thermodynamik Ia oder Ib", "Grundzüge der Thermodynamik II " oder "Physikalische Chemie" oder einer gleichwertigen Veranstaltung wird dringend empfohlen

6. Verwendbarkeit Die vermittelten Kenntnisse und Methoden sind unentbehrliche Grundlagen für die praktische Tätigkeit im Bereich Polymertechnik/thermischen Verfahrenstechnik/Erdölverarbeitung.

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265

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine Mündliche Prüfung im Modul "Phasengleichgewichte in Vielstoffsystemen". Präsenzzeit: 4 SWS* 15 Wochen = 60 h Vor- und Nachbereitung IV: 15 Wochen* 2 h = 40 h Prüfungsvorbereitung = 80 h Summe= 180 h = 6 LP

9. Dauer des Moduls Der Block aus VL/UE kann inklusive Prüfung in 1 Semester angeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: VL unbeschränkt; Analyt. Übung: unbeschränkt; Rechnerübung: Begrenzung durch PC Arbeitsplätze auf max. 20

11. Anmeldeformalitäten Für die VL und Analyt. Übungen sind keine Anmeldungen erforderlich

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein www.thermodynamik.tu-berlin.de

Literatur: Literatur: siehe VL-Skript

13. Sonstiges Bestandteil der Wahlpflicht- Modulliste Vertiefung

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266

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Prozess- und Anlagendynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. G. Wozny

6 Sekreteriat: KWT 9

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden - kennen die Strukturierung der Grundoperationen in der Energie-, Verfahrens- und Umwelttechnik nach der Zeitstruktur der Prozeßabläufe sowie der Prozeßsteuerungen, - können die nichtlinearen Eigenschaften und das Zeitverhalten von Prozessen beschreiben und zielgerichtet für die Auslegung, die Automatisierung, den Betrieb und die Prozessoptimierung nutzen, - besitzen Grundlagenkenntnisse der Prozessmodellierung und können diese auf Anwendungen ausgewählter technischer Prozesse und Praxisbeispiele übertragen, - können Modelle bewerten und eigenständig entwickeln und für gesamte Prozesse Lösungen zum optimalen, flexiblen, sicheren Betrieb von Anlagen erarbeiten, - besitzen Problemlösungskompetenz für dynamische Aufgabenstellungen, - besitzen Kompetenzen auf dem Gebiet der angewandten Programmierung, der Modellierung von Grundoperationen und deren Verschaltung unter Einschluss von Automatisierungskonzepten. Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 45% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte VL "Prozess- und Anlagendynamik" - Einführung in die Thematik der prozess- und anlagenweiten Betrachtung - Anlagenweite Automatisierungskonzepte - Anfahren und des Abfahren von Anlagen, Stör- und Führungsverhalten - anlagenweite Betrachtung: Sensoren, Aktoren, Rückführungen und komplexe Verschaltungen - Entwicklung einer allgemeingültigen Modellierungssystematik - Einfluß von Reaktionen, Wärmerückgewinnungen und Recycleströmen auf die Dynamik - stationäre Modellierung, Flowsheetsimulation, Methodik der dynamischen Modellierung und dynamischen Simulation, flussgetriebene und druckgetriebene Simulation - Ermittlung von Freiheitsgraden UE "Prozess- und Anlagendynamik" - typische Anwendungen - Nutzung von Software wie MATLAB, MathCAD oder MOSAIC

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Prozess- und Anlagendynamik Prozess- und Anlagendynamik

LV-Art VL UE

LP 4 2

SWS 4 2

P/W/WP P P

Semester Jedes Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen (mit kleinen Beispielen online unter MathCad ), analytische und rechnergestützte Übungen bzw. Praktika zum Einsatz. Die rechnergestützte Übungen erfolgen in Kleingruppen, die die Aufgaben selbstständig lösen. Es steht ein Fachgebiets- PC-Pool zur Verfügung. Lizenzen der Software ermöglichen eine webbasierte Vertiefung von zu Hause. Bei den analytischen Übungen werden die Aufgaben mit Unterstützung des Lehrenden gelöst

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Grundstudium mit allen Mathematikvorlesungen, Thermodynamik und EIS aus dem Hauptstudium Grundkenntnisse der Verfahrenstechnik und der verfahrenstechnischen Grundoperationen wünschenswert: Regelungstechnik Grundvorlesung

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6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL PAD: Anal. Übg.: Vor- und Nachbereitung: VL Prüfungsvorbereitung:

4 SWS* 15 Wochen 2 SWS* 15 Wochen = 30 h

= 60 h

15 Wochen* 2 h = 30 h = 60 h Summe = 180h = 6 LP

Die vermittelten Methoden spielen für die Prozessentwicklung, Prozesssimulation, Anlagenplanung und für den Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen eine zentrale Rolle. Sie bilden die Basis für die Entwicklung von optimierten sowie sicherheitskonformen Lösungen und Automatisierungskonzepten. Darüber hinaus ist das erlernte "Denken in Modellen" allgemein anwendbar

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung, Prüfungen in PAD Die Prüfungen zur Vorlesung "Prozess- und Anlagendynamik" wird mündlich abgehalten. Das Fach hat somit einen Umfang von je 4 SWS. Prüfungstermin wöchentlich meist Dienstags ab 9 Uhr bzw. nach Absprache

9. Dauer des Moduls Das Modul mit der VL "Prozess- und Anlagendynamik " kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: unbeschränkt

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: ja
nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Sekretariat KWT9 Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: http://www.dbta.tu-berlin.de bzw. http://www.lms.tuberlin.de Es wird zusätzlich eine CD mit allen Vorlesungsfolien, Skript und Übunsgaufgaben angeboten Literatur: siehe VL-Skript

13. Sonstiges Neben diesem Modul " Prozess- und Anlagendynamik " wird ein -Praktikum (Matlab) zusätzlich im Modul "Regelungstechnik" die Lehrveranstaltung "Prozessführung" als Integrierte Lehrveranstaltung zur Vertiefung angeboten. In den Modulen "Vertiefungen zur PAD" werden ergänzende Wahlveranstaltungen, Praktika und experimentelle Übungen angeboten.

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Thermodynamische Materialtheorie Verantwortliche/-r des Moduls: Christina Papenfuss

6 Sekreteriat: MS 3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studenten sollen die wichtigsten Methoden der thermodynamischen Materialtheorie beherrschen, die Voraussetzungen der Methoden kennen, sowie Vor- und Nachteile der einzelnen Methoden einschätzen können. Sie sollen diese Methoden auf einfache Problemstellungen anwenden können. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Bilanzgleichungen und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, Thermodynamik irreversibler Prozesse (Bsp: viskose wärmeleitende Flüssigkeit, Mischungen, Thermoelektrizität), Irreversible Thermodynamik mit inneren Variablen (Beispiele: Flüssigkristalle, Kolloidsuspensionen), Rationale Thermodynamik: Materialsymmetrie, Prinzip der Objektivität, Darstellungssätze, Auswertungsverfahren des zweiten Hauptsatzes und Beispiele, Mesoskopische Theorie komplexer Materialien (Bsp.: Flüssigkristalle, Polymersuspensionen, elektromagnetische Materialien)

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Thermodynamische Materialtheorie

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Integrierte Veranstaltung, bestehend aus Vorlesung, Übung und Vorträgen der Studenten

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Wünschenswert: Kontinuumsmechanik und Thermodynamik

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung PI, Physik, Maschinenbau, Verkehrswesen, Bauingenieurwesen, Verfahrenstechnik, Chemie

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h Veranstaltung + 8 h Nachbearbeitung pro Woche = 15 x 12 h = 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Anforderungen: Lösen von Übungsaufgaben, Vortrag über ein Projektthema Benotung: mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 20, Minimum: 5

11. Anmeldeformalitäten keine

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269

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein wird in der Veranstaltung verteilt
ja nein

Literatur: Literaturliste wird in der Veranstaltung ausgegeben.

13. Sonstiges

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270

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Tieftemperaturthermodynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. P. Strehlow

6 Sekreteriat: TK7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Im Modul Tieftemperaturthermodynamik sollen die thermodynamischen Grundlagen zur Erzeugung und Messung tiefer Temperaturen sowie des Materialverhaltens von Quantenflüssigkeiten und Festkörpern erarbeitet werden. Die Anwendung der theoretischen Grundlagen und Methoden auf praxisnahe Probleme der Tieftemperaturtechnik und Kryoelektronik erfolgt in den Übungen in Team-arbeit.

Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte 3He/4He-Verdünnungskühlung, Pomeranchuck-Kühlung, Kernentmagnetisierungskühlung, thermodynamische Materialtheorie von Quantenflüssigkeiten und Festkörpern, Superfluidität und Supraleitung, Josephson-Effekte und SQUIDs, 3He-Schmelzdruckkurventhermometrie, Pt-NMRThermometrie, Rauschthermometrie

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Tieftemperatur-Thermodynamik Tieftemperatur-Thermodynamik

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen und Übungen zum Einsatz. In den Übungen werden Lösungen der Übungsaufgaben sowohl von dem Lehrenden als auch von den Studierenden vorgestellt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Thermodynamik I b) wünschenswert: Thermodynamik II, Energie-, Impuls- und Stofftransport, Tensoranalysis

6. Verwendbarkeit insbesondere geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft (PI), Energie- und Verfahrenstechnik und Physik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeit : 60 h Hausaufgaben : 40 h Vor-und Nachbereitung : 40 h Prüfungsvorbereitung : 40 h Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 180 h; dies entspricht 6 LP (bei 1 LP für 30 Arbeitsstunden

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung am Ende, ein benoteter Übungsschein ist Voraussetzung für die Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden

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271

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden spätestens eine Woche vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfenden angemeldet.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Literatur: Literaturliste wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

13. Sonstiges

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272

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Umwandlungstechniken regenerativer Energien Verantwortliche/-r des Moduls: Dr. K. Schulz- Tönnies

5

Sekreteriat: RDH 9

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sollen: - wissenschaftliche Kenntnisse im Bereich der Erzeugung, Wandlung und Nutzung regenerati-ver Energieträger haben, - die Fähigkeit zur Literaturrecherche und zur wissenschaftlichen Diskussion weiter verstärken (ggf. auch in englischer Sprache), - die Fähigkeit aufweisen, konventionelle Problemlösungen kritisch zu hinterfragen, zu verbessern oder durch neue Lösungen ersetzen können. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Umwandlungstechniken I: Speichertechnologien, nachhaltige Energieversorgung, Klimaschutz, Potenzial Erneuerbarer Energien, Stromerzeugung aus Windenergie, Energiegewinnung aus Erdwärme, Stromerzeugung aus Wasserkraft Umwandlungstechniken II: Energiegewinnung aus Biomasse: Thermochemische, Physikalischchemische, Biochemische Konversation, Regenerative Kraftstoffe; Brennstoffzellen- Technologie; Sonnenenergienutzung: Sonnenenergieangebot, Sonnenenergiewandlung in Wärme, Solarthermische Stromerzeugung, Photovoltaische Energiewandlung sowie Praktikum der Brennstoffcharakterisierung und Praktikum der Wirbelschichttechniken.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Umwandlungstechniken regenerativer Energien I Umwandlungstechniken regenerativer Energien II

LV-Art IV IV

LP 2 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen IV basieren auf Vorlesungen und enthalten praktische Übungen im Labor und am Computer sowie Exkursionen; Beteiligung am Seminar mit eigenem Vortrag

5. Voraussetzungen für die Teilnahme 6. Verwendbarkeit In der Vertiefungsrichtung Energietechnik werden in diesem Modul die Voraussetzungen für die erfolgreiche Teilnahme an weiterem Lehrveranstaltungen im Bereich der regenerativen Energien gelegt

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeiten 4 SWS * 15 Wochen = 60 h Vor- und Nachbereitung: 15 Wochen * 4 h = 60 h Prüfungsvorbereitung = 30 h Summe= 150 h = 5 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in zwei Semestern abgeschlossen werden.

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273

10. Teilnehmer(innen)zahl nicht limitiert

11. Anmeldeformalitäten keine

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: veranstaltungen.htm


ja

nein

ja
nein http://www.evur.tu-berlin.de/RDH_deu/

Literatur:

13. Sonstiges

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274

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Verbrennung

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Paschereit, Moeck

Sekreteriat: HF1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul "Verbrennung" soll grundlegende Kenntnisse über Verbrennungsvorgänge, wie sie z.B. in Maschinen zur Energiegewinnung und Antriebsmaschinen auftreten, vermitteln. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf den verschiedenen Verbrennungstypen und den zugrundeliegenden chemisch-physikalischen Phänomenen. Eine begleitende Rechenübung mit Matlab-Cantera soll die erlernten Kenntnisse erweitern und vertiefen. Cantera ist eine Open-Source Software zur Berechnung chemischer Kinetik, thermodynamischer Prozesse und von Transportvorgängen. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Physikalisch-chemische Grundlagen der Verbrennung: - Arten der Verbrennung: vorgemischt u. nicht-vorgemischt, laminar, turbulent - Bilanzgleichungen reagierender Strömungen - Transportphänomene - Reaktionskinetik - kinetische Gastheorie - chemisches Gleichgewicht - Zündprozesse - Explosionen, Detonationen - Flammendynamik und Verbrennungsinstabilitäten - numerische Beschreibung reaktiver Systeme und Strömungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Verbrennung

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen IV basiert auf Vorlesungen und enthält praktische Übungen am Computer

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Grundkenntnisse in Thermodynamik und Strömungslehre

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Energie- und Verfahrenstechnik, Verkehrswesen, Maschinenbau und andere

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 30 Wochen x 2 Stunden Präsenzzeit: 60 Stunden 30 Wochen x 1 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 Stunden Hausaufgaben: Bearbeitungszeit 60 Stunden Vorbereitung auf die Abschlussprüfung 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkten

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung

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275

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in zwei Semestern abgeschlossen werden.

11. Anmeldeformalitäten Für die Lehrveranstaltung ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung muss im Prüfungsamt angemeldet werden. Die Absprache für den Prüfungstermin erfolgt mit dem Dozenten.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja


nein www.fd.tu-berlin.de

Literatur: Vorlesungsskript
J. Warnatz, U. Maas, R. W. Dibble: Verbrennung, Springer Verlag
S. R. Turns: An Introduction to Combustion, McGraw-Hill

13. Sonstiges

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276

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Geräuschbekämpfung

9

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. B.A.T. Petersson

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sollen: - Kenntnisse über die wissenschaftliche Grundlagen der Geräuschbekämpfung erlangt haben, - befähigt sein, grundlegende Aspekte der technischen Geräuschbekämpfung in einer lärmbelasteten Umwelt umsetzen zu können, - mithilfe von relevanter Fachinformationen im Team Probleme analysieren und Lösungen erarbeiten können sowie prinzipielle Vorgehensweisen formulieren können. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte VL (in englischer Sprache): Grundlagen, Schallausbreitung im Freien und in Räumen, Reflexion und Absorption, praktische Aspekte der Bauakustik, Grundlagen des Körperschalls, strömungsinduzierte Schallquellmechanismen, Methoden der Körperschalldämmung, messtechnische Erfassung relevanter Größen, Verbesserungsmaßnahmen. UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse können im Rahmen dieser Rechenübung im Computer-Laboratorium vertieft werden, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen. PR: Das Praktikum dient ergänzend dem besseren Verständnis des Vorlesungsstoffes durch praktische Versuche, damit entsteht außerdem der Bezug zur Praxis und die Befähigung zur Umsetzung des Erlernten.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Noise and Vibration Control Laboratorium II Rechenübung (zu TA2)

LV-Art VL PR UE

LP 3 3 3

SWS 2 2 2

P/W/WP P P P

Semester Winter Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung, Rechenübung (Computerlabor) und Praktikum zusammen. Es sind Vorbereitungszeiten, Protokollausarbeitungszeiten und Rücksprachetermine einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein):

6. Verwendbarkeit Das Modul ist im Bachelor Physikalische Ingenieurwissenschaften (PI) im Schwerpunkt Technische Akustik oder im Master Physikalische Ingenieurwissenschaften im Kernbereich Technische Akustik verwendbar sowie im Master Maschinenbau (MB) oder als reines Wahlmodul.

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277

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung ist jeweils ein unbenoteter Schein der Rechenübung und des Praktikums (PR). Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h PR 5 x 2 SWS= 10 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h PR 5 x 12 h= 60 h (incl. Protokoll und Rücksprache) Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 60 h Summe: 280 h = 9,3 LP (9 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Beim PR liegt die Begrenzung bei etwa 36 bis 40 TeilnehmerInnen, bei der UE sind die Plätze auf etwa 20 TeilnehmerInnen beschränkt.

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Infomaterial: Sekr. TA 7, Zi TA 111 ja
nein www.akustik.tu-berlin.de

Literatur: 1. G. Müller, Möser M. (Hrsg.) 2004. Taschenbuch der Technischen Akustik 3.Auflage. Springer-Verlag Berlin. ISBN 3-540-41242-5. 2. L.L. Beranek (ed.), 1971. Noise and Vibration Control. McGraw-Hill Book Company, New York. ISBN 07-004841 -X. (Ev. spätere Ausgabe). 3. F. Fahy, 2001. Foundations of Engineering Acoustics. Academic Press, London. ISBN 0-12-2476654. 4. R.G. White and J.G. Walker (eds.), 1982. Noise and Vibration. Ellis Horwood, London. 5. C.E. Crede and C.M. Harris (eds.), 1961. Shock and Vibration Handbook. McGraw-Hill Book Company, New York.

13. Sonstiges Wünschenswert ist eine Vertiefung der Thematik im Modul TA 6 "Geräuschbekämpfung f. Fortgeschrittene". Außerdem Kombinationsmöglichkeiten mit den Modulen TA 1, TA4, sowie weiterführend auch TA5, TA 9 und TA 10.

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278

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Strömungsakustik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - beherrschen die Grundlagen der Akustik und Strömungsakustik, - sind mit der mathematischen Beschreibung von grundlegenden strömungsakustischen Phänomenen vertraut, - kennen die grundlegenden Effekte, welche bei der Schallausbreitung in Kanälen und im Freien auftreten, - sind in der Lage, die erlernten theoretischen Methoden auf einfache praktische Beispiele anzuwenden - und können Ergebnisse kritisch bewerten und daraus Schlüsse ziehen. Fachkompetenz: 75% Methodenkompetenz: 25%
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Die elementaren akustischen Kenntnisse werden ausgehend von der Strömungsmechanik vermittelt. Es werden Anknüpfungspunkte zu den in der Strömungslehre erarbeiteten Kenntnissen aufgezeigt. Themen: Linearisierung, Wellengleichung, ebene Wellen, eindimensionale Schallausbreitung, Wellenwiderstand, akustische Energie, Schallausbreitung in Kanälen mit Strömung, dreidimensionale Schallfelder, akustisches Potential, atmende Kugel, Schallquellen, inhomogene Wellengleichung.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strömungsakustik I

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Inhalte werden in einer integrierten Veranstaltung vermittelt, wobei Vorlesungs- und Übungsteile miteinander verknüpft sind. Es werden Übungsaufgaben in Kleingruppen selbständig bearbeitet. Die Lösungen werden in den Übungen sowohl von dem Lehrenden als auch von den Studierenden vorgestellt. Zur Veranschaulichung der theoretischen Inhalte werden Computer-Animationen und interaktive JAVAApplets auf der Internetseite zur Vorlesung bereit gestellt. Das multimediale Angebot wird in den Vorlesungsteilen vorgestellt und von den Studierenden zur Nacharbeitung der Vorlesung und der Bearbeitung der Übungsaufgaben genutzt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Strömungslehre b) wünschenswert: Schwingungslehre, Thermodynamik, Integraltransformationen und Partielle Differentialgleichungen

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenszeit: SA-I: 16 Wochen * 4 SWS = 64h Vor und Nachbereitung: SA-I 16 Wochen * 6h = 96h (inkl. Hausaufgaben) Vorbereitung der Prüfungsleistungen: Prüfung SA-I = 20h (mündliche Prüfung) Summe SA-I: 180 h d.h. 6 LP

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279

8. Prüfung und Benotung des Moduls 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden. Am Ende des Moduls findet eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird. Voraussetzung für die Zulassung zur mündlichen Prüfung ist das Bestehen der Hausaufgaben und damit der Erhalt des Übungsscheins. Mindesanforderung ist das Erreichen von 50% der Gesamtpunktzahl aller Übungsaufgaben im Modul. Die Übungsscheine sind zur Selbstkontrolle der Studierenden benotet. Die Note des Übungsscheins geht nicht in die Benotung des Moduls ein.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist nicht begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Für die integrierten Veranstaltungen ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung ist im Prüfungsamt anzumelden. Hinweise dazu sind in den jeweiligen Prüfungsordnungen zu finden. Termine für die mündlichen Prüfungen sind mit dem Lehrenden abzusprechen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein In der Vorlesung. ja
nein http://vento.pi.tu-berlin.de

Literatur: Dowling und Ffowcs Williams: "Sound and Sources of Sound", Pierce: "Acoustics, an Introduction to its Physical Principles and Applications". Ehrenfried: "Strömungsakustik".

13. Sonstiges

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SoSe 2012

280

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Körperschall - Grundlagen

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. B.A.T. Petersson

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden - haben die Befähigung zur Analyse und zum Verständnis von Körperschallvorgängen in Festkörpern in vielfältiger Form, - besitzen durch die Kenntnis der Zusammenhänge von Körperschallvorgängen eine Ergänzung ihrer Fähigkeiten zur Durchführung von geräuschmindernden Maßnahmen, - können Daten kritisch bewerten, - können wissenschaftliche Erkenntnisse des Körperschalls für die Entwicklung einer lärmarmen und sicheren Umgebung anwenden. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte VL (in englischer Sprache): Starrkörperdynamik, Impedanz und Mobilität, Körperschallgenerierung, Körperschallcharakterisierung, Körperschallübertragung, Longitudinalwellen, Transversalwellen, Biegewellen, Dämpfungsmechanismen, Reflektion bei Diskontinuitäten, Wellenkonversion, Energiebetrachtungen. UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse werden im Rahmen der Rechenübung im ComputerLaboratorium vertieft, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Structure-borne Sound Rechenübung

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung und Rechenübung (Computerlabor) zusammen. Für die Übung sind Vor- und Nachbereitungszeiten einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein):

6. Verwendbarkeit Master Physikalische Ingenieurwissenschaften (Bestandteil des Kernbereiches Technische Akustik), Master Energie- und Gebäudetechnik (Bestandteil der Wahlpflichtliste Vertiefung Akustik, Lichttechnik, regenerative Energien), Master Technischer Umweltschutz (Bestandteil der Ergänzungsmodulliste, Bestandteil des Schwerpunktbereichs "Technische Akustik - Geräuschbekämpfung" , wegen Überschneidungen nur einmal wählbar). Das Modul kann generell als Wahlmodul verwendet werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

281

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung ist ein unbenoteter Schein in der Rechenübung (UE).

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 40 h Summe: 190 h = 6,3 LP (6 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Begrenzung

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Infomaterial: Sekr. TA 7, Zi TA 111 ja
nein www.akustik.tu-berlin.de

Literatur: 1. L. Cremer und M. Heckl, 1996. Körperschall, 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-54631-6. 2. L. Cremer, M. Heckl, B.A.T. Petersson, 2005. Structure-Borne Sound, 3. Auflage. Springer Verlag, Berlin. ISBN 3-540-22696-6. 3. F. Fahy, 2001. Foundations of Engineering Acoustics. Academic Press, London. ISBN 0-12-2476654.

13. Sonstiges Empfehlenswert ist für jeden vertiefenden GeräuschbekämpferIn eine Kombination mit den Modulen TA 2 und TA 6 "Geräuschbekämpfung" und "Geräuschbekämpfung für Fortgeschrittene", sowie mit dem Modul TA 9 "Körperschall für Fortgeschrittene".

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282

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Luftschall - Grundlagen

9

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. M. Möser

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - besitzen fundierte Kenntnisse der physikalisch-analytischen Zusammenhänge, insbesondere beim Luftschall, - besitzen die Fähigkeit, Wesen und Eigenschaften des Schalls zu begreifen, kennen Werkzeuge zu seiner Beschreibung, um so Grundlagenkenntnisse für die verschiedenen Anwendungsgebiete der Akustik erarbeiten zu können, - können Daten kritisch bewerten und daraus Schlüsse ziehen, - können mit komplexen schalltechnisch relevanten Problemstellungen aus der Praxis umgehen und wissenschaftliche Erkenntnisse entsprechend anwenden. In diesem Modul wird über die Grundlagen hinaus die Basis für aufbauende Module vermittelt. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte VL: Wahrnehmung von Schall; Definition der Pegel; Pegel-Rechengesetze; Thermodynamik des Luftschalls; Wellengleichung; Energie- und Leistungstransport; Doppler-Effekt; Strömendes Medium; Abstrahlung von Punkt- und Linienquellen; Volumenflussgesetz; Quell-Kombinationen; Lautsprecherzeilen: "Beamforming" und elektronisches Schwenken; Rayleigh-Integral; Fernfeldbetrachtung. UE: Die in der VL erlernten Kenntnisse können im Rahmen dieser Rechenübung vertieft und die Zusammenhänge begreifbarer gemacht werden. PR: Das Praktikum dient ergänzend dem besseren Verständnis des Vorlesungsstoffes durch praktische Versuche, damit entsteht außerdem der Bezug zur Praxis und die Befähigung zur Umsetzung des Erlernten.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Technische Akustik I Rechenübung Laboratorium I (Grundlagen)

LV-Art VL UE PR

LP 3 3 3

SWS 2 2 2

P/W/WP P P P

Semester Winter Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung, Rechenübung und Praktikum zusammen. Es sind Vorbereitungszeiten, Protokollausarbeitungszeiten und Rücksprachetermine einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein):

6. Verwendbarkeit Das Modul ist im Bachelor Physikalische Ingenieurwissenschaften (PI) im Schwerpunkt Technische Akustik oder im Master Physikalische Ingenieurwissenschaften im Kernbereich Technische Akustik, im Master Maschinenbau (MB), im Master Audiokommunikation- und technologie oder als reines Wahlmodul verwendbar.

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283

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung sind unbenotete Scheine der Rechenübung (UE) und des Praktikums (PR). Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h PR 5 x 2 SWS= 10 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h PR 5 x 12 h= 60 h (incl. Protokoll und Rücksprache) Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 60 h Summe: 280 h = 9,3 LP (9 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Beim PR liegt die Begrenzung bei etwa 36 bis 40 Studierenden.

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein liegt als Teil eines Buches vor (Lit. [1]) ja
nein www.akustik.tu-berlin.de

Literatur: 1. M. Möser, 2007. Technische Akustik. 7. erw. Aufl.. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-71387-7. 2. M. Heckl und H.A. Müller (eds.), 1995. Taschenbuch der Technischen Akustik. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-54473-9.

13. Sonstiges Wünschenswert ist eine Vertiefung der Thematik mit Modul TA 7 bzw. TA 3 MB "Luftschall für Fortgeschrittene". Generelle Kombinationsmöglichkeit mit Modulen TA 2 "Geräuschbekämpfung" und TA 4 "Schallmesstechnik und Signalverarbeitung".

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284

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Auf den Vorlesungen zur Dynamik im Grundstudium aufbauende einführende Veranstaltung in die mechanischen Schwingungen Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Klassifizierung von Schwingungen, Lösen von Differentialgleichungen, Schwinger mit einem Freiheitsgrad, Schwinger mit endlich vielen Freiheitsgraden, Dynamik von Kontinua.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen. Es ist Grundlage für weitere vertiefende Module der Mechanischen Schwingungslehre, nämlich "Nichtlineare und Chaotische Schwingungen" und "Schwingungsbeeinflussung und Schwingungsisolation in Maschinensystemen".

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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285

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: - H. Dresig, F. Holzweißig: Maschinendynamik. Springer 2004. - P. Hagedorn, S. Otterbein: Technische Schwingungslehre Band 1. Springer 1987.

13. Sonstiges

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286

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Schallmesstechnik und Signalverarbeitung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. M. Möser

6

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - besitzen fundierte Kenntnisse in der messtechnischen Verarbeitung physikalisch-akustischer Signale inklusive gerätetechnischer Umsetzungen für die verschiedenen Anwendungsgebiete, - besitzen die Fähigkeit, messtechnische Werkzeuge der technischen Akustik problemorientiert anwenden zu können, - können Daten kritisch bewerten, - sind sowohl auf eine eher praktisch orientierte Tätigkeit wie auf analysierende Forschschungsarbeiten vorbereitet. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte VL Grundlagen der akustischen Messtechnik (incl. einfache Resonatoren; elektroakustische Wandler; Körperschallaufnehmer). Signalverarbeitung/ Frequenzanalyse: Fourierreihen, -transformation, - diskrete FFT; Abtasttheorem; praktische Rechentechnik; numerische Methoden; Fenster und Gewichtung; Folgen; stationäre Zufallsprozesse. Messverfahren: Schallintensität; Modalanalyse; Korrelation. Einführung in die aktive Lärmbekämpfung. PR: Das Praktikum dient der Vertiefung des Vorlesungsstoffes anhand praktischer Versuche, um den Bezug zur Praxis herzustellen und damit die Befähigung zur Umsetzung des Erlernten sicher zu stellen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Messtechnik und Signalverarbeitung Akustisches Laboratorium III

LV-Art VL PR

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung und Praktikum zusammen. Für das Praktikum sind Vorbereitungszeiten und Rücksprachetermine einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein): IV "Schallschutz" LV 0531 L 510

6. Verwendbarkeit Im Bachelor Physikalische Ingenieurwissenschaften (PI) im Schwerpunkt Technische Akustik oder im Master Physikalische Ingenieurwissenschaften im Kernbereich Technische Akustik, im Master Energieund Gebäudetechnik (Bestandteil der Wahlpflichtliste Vertiefung Akustik, Lichttechnik, regenerative Energien) und im Master Technischer Umweltschutz (Bestandteil der Ergänzungsmodulliste) oder generell als reines Wahlmodul verwendbar.

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287

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung ist ein unbenoteter Schein im Praktikum (PR). Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h PR 5 x 2 SWS= 10 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h PR 5 x 12 h= 60 h (incl. Protokoll und Rücksprache) Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 40 h Summe: 170 h = 5,7 LP (6 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Beim PR liegt die Begrenzung bei etwa 36 bis 40 TeilnehmerInnen

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein VL ist Teil der angegebenen Lit 2
ja nein

Literatur: 1. M. Möser, 1988. Analyse und Synthese akustischer Spektren. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-54018947-5. 2. M. Möser, 2009. Messtechnik in der Akustik. Springer Verlag, Berlin. ISBN 3-540-68086-1. 3. M. Heckl und H.A. Müller (eds.), 1995. Taschenbuch der Technischen Akustik. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-54473-9.

13. Sonstiges Wünschenswert ist eine Kombination der Thematik mit Modulen TA 1 "Luftschall-Grundlagen" und TA 7 "Luftschall f. Fortgeschrittene" und/oder mit Modulen TA 2 "Noise and Vibration Control" und TA 6 "Advanced Noise and Vibration Control" oder auch mit Modul TA 3 "Psychoakustik, Lärmwirkungen und städtebaulicher Lärmschutz". Generelle Kombinationsmöglichkeiten: mit IV "Schallschutz" LV 0531 L 510 und Module TA 1, 2, 3, 6, 7 oder 8.

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288

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Schwingungsisolation und Schwingungsbeeinflussung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6 Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Kenntnisse aus der Mechanischen Schwingungslehre werden dahin gehend vertieft und gezielt dafür angewandt, gewünschte Schwingungsformen zu erreichen bzw. um unerwünschte Schwingungen zu unterdrücken. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Modellbildung von Maschinensystemen, Schwingungen mit endlich vielen Freiheitsgraden, Schwingungen von Kontinua, dynamische Stabilitätstheorie, Quellen- und Empfängerisolation, durchdringende Dämpfung, Tilger, aktive Unterdrückung von Schwingungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Schwingungsisolation und Schwingungsbeeinflussung

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik, vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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289

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: H. Dresig, F. Holzweißig: Maschinendynamik. Springer 2004. - P. Hagedorn, S. Otterbein: Technische Schwingungslehre Band 1. Springer 1987.

13. Sonstiges Das Modul wird nicht jedes Wintersemester angeboten

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290

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Ergänzungen zur Strömungsakustik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - sind mit verschiedenen Methoden zur Berechnung der Schallabstrahlung in aerodynamischen Anwendungen vertraut, - können deren Herleitung nachvollziehen und kennen die notwendigen einschränkenden Annahmen dabei, - sind in der Lage die erlernten Methoden auch auf einfache praktische Beispiele anzuwenden, - werden befähigt die vermittelten Methoden zur Berechnung der Schallabstrahlung zu bewerten - und sind durch das fundierte Grundlagenwissen auch in der Lage für neuartige Anwendung besonders geeignete Methoden auszuwählen. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 25%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Das Modul baut auf die in Strömungsakustik I erworbenen Grundkentnisse auf und ist als weiterführende zu verstehen. Approximative Lösungen im Fernfeld, Schallerzeugung durch Strömungen, Lighthill-Gleichung, Wirbelschall, Kirchhoff-Integral, bewegte Quellen, Gleichung von Ffowcs Williams und Hawkings, Rotor- und Propellergeräusche

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Strömungsakustik II

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Inhalte werden in einer integrierten Veranstaltung vermittelt, wobei Vorlesungs- und Übungsteile miteinander verknüpft sind. Es werden Übungsaufgaben in Kleingruppen selbständig bearbeitet. Die Lösungen werden in den Übungen sowohl von dem Lehrenden als auch von den Studierenden vorgestellt. Zur Veranschaulichung der theoretischen Inhalte werden Computer-Animationen und interaktive JAVA-Applets auf der Internetseite zur Vorlesung bereit gestellt. Das multimediale Angebot wird in den Vorlesungsteilen vorgestellt und von den Studierenden zur Nacharbeitung der Vorlesung und der Bearbeitung der Übungsaufgaben genutzt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungsakustik oder gleichwertige Veranstaltung b) wünschenswert: Schwingungslehre, Thermodynamik

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenszeit: SA-II 15 Wochen * 4 SWS = 60h Vor und Nachbereitung: SA-II 15 Wochen * 6h = 90h (inkl. Hausaufgaben) Vorbereitung der Prüfungsleistungen: Prüfung SA-II = 30h (mündliche Prüfung) Summe: SA-II: 180h d.h. 6 LP

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291

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Ende des Moduls findet eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird. Voraussetzung für die Zulassung zur mündlichen Prüfung ist das Bestehen der Hausaufgaben und damit der Erhalt des Übungsscheins. Mindesanforderung ist das Erreichen von 50% der Gesamtpunktzahl aller Übungsaufgaben im Modul. Die Übungsscheine sind zur Selbstkontrolle der Studierenden benotet. Die Note des Übungsscheins geht nicht in die Benotung des Moduls ein.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist nicht begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Für die integrierten Veranstaltungen ist keine Anmeldung erforderlich. Die mündliche Prüfung ist im Prüfungsamt anzumelden. Hinweise dazu sind in den jeweiligen Prüfungsordnungen zu finden. Termine für die mündlichen Prüfungen sind mit dem Lehrenden abzusprechen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein In der Vorlesung. ja
nein http://vento.pi.tu-berlin.de

Literatur: Dowling und Ffowcs Williams: "Sound and Sources of Sound", Pierce: "Acoustics, an Introduction to its Physical Principles and Applications". Ehrenfried: "Strömungsakustik".

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

292

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Gasturbinen und Thermoakustik Verantwortliche/-r des Moduls: Paschereit

6 Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse: - Design und Technologie moderner stationärer Gasturbinen - Rotierende Komponenten (Kompressor und Turbine) - Thermodynamische Grundlagen von Gasturbinenzyklen - Brennkammerauslegung für stationäre Gasturbinen / Grundlagen des Verbrennungsprozesses - Thermoakustische Beurteilung von Gasturbinenbrennern Fertigkeiten: - Auslegung und Berechnung thermodynamischer Zyklen - Übertragung der vermittelten Methoden und Techniken auf andere Gasturbinentypen - Anwendung mathematischer Methoden auf strömungstechnische Phänomene in Gasturbinen - Verständnis der Grundlagen der Thermoakustik und Anwendung auf reale Konfigurationen - Modellierung thermoakustischer Systeme und Beurteilung ihrer Stabilität - Dämpfung & Kontrolle von Brennkammerschwingungen Kompetenzen: - Befähigung zur Beurteilung und Auslegung verschiedener Gasturbinentypen für die stationäre Energieerzeugung - Beurteilung der Effizienz der einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel im Gesamtsystem stationärer Gasturbinen - Beurteilung von thermoakustischen Sytemen - Befähigung zur Analyse und Kontrolle von thermoakustischen Instabilitäten Fachkompetenz: 70% Methodenkompetenz: 10% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Grundlagen der Gasturbine (Schwerpunkt: stationäre Gasturbinen): Thermodynamische Zyklen Grundlagen der Verbrennung: vorgemischte und nicht vorgemischte Flammen, Flammengeschwindigkeiten, Kennzahlen, Schadstoffbildung, Reaktionskinetik Brenner und Brennkammer: Treibstoffeinspritzung, Brenneraerodynamik, Flammenstabilisierung (Nachlauf, aerodynamische Stabilisierung, drallstabilisierte Verbrennung), Mischung, Wärmeübertragung in der Brennkammer Verdichter und Turbine, Kühlung, Secondary Air Flow System Grundlagen der Thermoakustik: Grundlagen der reagierenden Strömungen, akustischen Wellen, Entropiewellen Entstehung von Instabilitäten, Rayleigh Kriterium Beschreibung verschiedener thermoakustischer Systeme, Anwendung auf Brennkammern, Boiler und Haushaltsbrenner, Simulation von Brennkammerinstabilitäten Bestimmung von Flammentransferfunktionen, Stabilitätsanalyse Grundlagen der Kontrolle instabiler Verbrennungsvorgänge: Ziele der Kontrolle instationärer Verbrennung (Emissionen, Wirkungsgrad, Löschgrenzenerweiterung, Pulsationen), aktive und passive Kontrollmethoden, akustische Dämpfungsmethoden (Breitband und einzelne Frequenzen), Sensoren und Aktuatoren, Kontrollstrategien

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Gasturbinen und Thermoakustik

LV-Art IV

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 6

SWS 4

SoSe 2012

P/W/WP P

Semester Winter

293

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und analytische Übungen im Wesentlichen als Frontalunterricht mit unterstützenden Experimenten und Videopräsentationen. Praxisbezogene Rechenübungen vertiefen das vermittelte Wissen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre oder Äquivalent b) wünschenswert: Turbulente Strömungen

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 x 4 Stunden Präsenzzeit: 60 Stunden 15 x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 Stunden Hausaufgaben: Bearbeitungszeit 50 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Prüfung 40 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Termin für mündl. Prüfung mit Dozenten vereinbaren

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://fd.tu-berlin.de

Literatur: Vorlesungsmitschrift Lefebvre, A. H., Gas Turbine Combustion, Taylor & Francis, 1998 Putnam, A.A., Combustion-Driven Oscillations in Industry, Elsevier, New York, 1971

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

294

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Geräuschbekämpfung für Fortgeschrittene Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. B.A.T. Petersson

9

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - besitzen die Fähigkeit zur Umsetzung der meisten Aspekte der technischen Geräuschbekämpfung, - besitzen Kenntnisse in der Problemerkennung, Analyse und Anwendung geeigneter Gegenmaßnahmen in der Geräuschbekämpfung, auch über Standardlösungen hinaus, - können Daten kritisch bewerten, - können wissenschaftliche Erkenntnisse der Geräuschbekämpfung für die Entwicklung einer lärmarmen Umgebung anwenden. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte VL (in englischer Sprache): Schallentstehung, ideale Quellenmodelle, Impedanzen, Wellenfelder, Wellenausbreitung, Modalsynthese, Strahlgangsynthese, Absorption, Schalldämpfer, Abstrahlung von mechanischen Strukturen. UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse können im Rahmen dieser Rechenübung im Computer-Laboratorium vertieft werden, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen. PR: Das Praktikum dient der Vertiefung des Vorlesungsstoffes anhand praktischer Versuche, um den Bezug zur Praxis herzustellen und damit die Befähigung zur Umsetzung des Erlernten sicher zu stellen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Advanced Noise & Vibration Control Laboratorium V (Adv. Noise Control) Rechenübung (Adv. Noise Control)

LV-Art VL PR UE

LP 3 3 3

SWS 2 2 2

P/W/WP P P P

Semester Sommer Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung, Rechenübung (Computerlabor) und Praktikum zusammen. Es sind Vorbereitungszeiten, Protokollausarbeitungszeiten und Rücksprachetermine einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein):

6. Verwendbarkeit Im Master Physikalische Ingenieurwissenschaften im ErgänzungsbereichTechnische Akustik sowie im Master Maschinenbau (MB) oder als reines Wahlmodul verwendbar.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h PR 5 x 12 h= 60 h (incl. Protokoll und Rücksprache) Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 60 h
Summe: 280 h = 9,3 LP (9 LP)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung sind unbenotete Scheine der Rechenübung (UE) und des Praktikums (PR). Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

295

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Beim PR liegt die Begrenzung bei etwa 36 bis 40 TeilnehmerInnen, bei der UE sind die Plätze auf etwa 20 TeilnehmerInnen beschränkt.

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Sekr. TA 7, Zi TA 111 ja
nein www.akustik.tu-berlin.de

Literatur: 1. G. Müller, M.Möser (Hrsg.), 2004. Taschenbuch der Technischen Akustik 3. Auflage. Springer-Verlag Berlin. ISBN 3-540-41242-5. 2. L.L. Beranek (ed.), 1971. Noise and Vibration Control. McGraw-Hill Book Company, New York. ISBN 07-004841 -X. (Ev. spätere Ausgabe). 3. F. Fahy, 2001. Foundations of Engineering Acoustics. Academic Press, London. ISBN 0-12-2476654. 4. R.G. White and J.G. Walker (eds.), 1982. Noise and Vibration. Ellis Horwood, London. 5. C.E. Crede and C.M. Harris (eds.), 1961. Shock and Vibration Handbook. McGraw-Hill Book Company, New York.

13. Sonstiges Wünschenswert als Voraussetzung sind die entsprechenden Module TA 1 und TA 2. Empfehlenswert ist ferner eine Kombination mit den Modulen TA 5 "Körperschall" und/oder TA 9 "Körperschall f. Fortgeschrittene".

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

296

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Thermo- und Turbomaschinenakustik Verantwortliche/-r des Moduls: Enghardt

Sekreteriat: HF1

6 E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse: - Grundlagen der Brennkammerakustik für Verbrennungssysteme - Schallentstehungsmechnismen in Turbomaschinen im allgemeinen und Brennkammern im speziellen - Akustische Messmethoden in Strömungskanälen - Numerische und modelbasierte Vorhersage von thermoakustische Prozessen - nicht-akustische Messmethoden zur Untersuchung von Verbrennungsschallphänomenen Fertigkeiten: - Grundlagenverständnis von thermoakustischen Systemen - Modellierung & Simulation thermoakustischer System - Dämpfung & Kontrolle von BrennkammerschwingungenKompetenzen: - Verfassen eines wissenschaftlichen Berichts über ein vorlesungsbezogenes aktuelles Forschungsgebiet - Wissenschaftliche Themen in Gruppen bearbeiten Fachkompetenz: 70% Methodenkompetenz: 10% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Akustische Messmethoden in Strömungskanälen. Quellmechanismen und Ausbreitung: - Akustische Moden in Hohlräumen, - Einfluss der Geschwindigkeitsprofile, - Akustische Dämpfung von Linern (kalt). Methoden: - Modenanalyse & Auswerteroutinen, - Akustische Holographie, - Mikrofonsonden, - Akustische Datenerfassung, - Teststandsaufbau und Teststandssteuerung - Brennkammerschall: Direkter und indirekter Verbrennungslärm; - Entropie- und Wirbelschall; - Akustischer Wirkungsgrad in Verbrennungssystemen; - Spektrale Vorhersagemodelle für turbulenten Verbrennungsschall; - Möglichkeiten der numerischen Simulation von Verbrennungsschall; - Konzepte zur akustischen Dämpfung in Brennkammern; - nicht-akustische Messtechniken für Untersuchungen von Verbrennungsschallphänomenen. Die theoretischen Grundlagen werden durch aktuelle Forschungsarbeiten des DLR-Brennkammerlabors illustriert.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Grundlagen der Thermo- und Maschinenakustik

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und analytische Übungen überwiegend als Frontalunterricht mit unterstützenden Experimenten und Vorführungen. Praxisbezogene Übungen vertiefen das in den Vorlesungen vermittelte Wissen. Aufgabenstellungen werden teilweise im Rahmen von Gruppenarbeit gelöst. Die theoretischen Grundlagen werden durch aktuelle Forschungsarbeiten des DLR-Brennkammerlabors illustriert.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

297

6. Verwendbarkeit Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik, Umwelttechnik

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre b) wünschenswert: Turbulente Strömungen, Strömungsakustik, Gasturbinen-Grundlagen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 4 Stunden Präsenz im der Vorlesung: 60 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 Stunden Hausaufgaben: Bearbeitungszeit 50 Stunden Vorbereitung auf die mündliche Prüfung 40 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Teilnahme an diesem Modul erfolgen in der ersten Veranstaltung. Die Anmeldung zur mündlichen Prüfung erfolgt im Prüfungsamt.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja


nein

Literatur:

13. Sonstiges Weiterer Dozent: Dr.-Ing. F. Bake

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

298

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Körperschall für Fortgeschrittene Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. B.A.T. Petersson

6 Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - besitzen, aufbauend auf dem Modul "Körperschall - Grundlagen (TA 5)", ein tieferes Verständnis der physikalisch-theoretischen Zusammenhänge von Körperschallfragen, insbesondere bei gekoppelten strukturakustischen Systemen und kennen methodisch-numerische Lösungen, - können, über Standardsituationen hinaus, selbstständig komplexe Probleme analysieren, berechnen und die Praxisrelevanz der Ergebnisse beurteilen, - können wissenschaftliche Erkenntnisse des Körperschalls für die Entwicklung von Anlagen und Fahrzeugen in einer lärmarmen Umgebung anwenden. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte VL (in englischer Sprache): Hamiltons Prinzip, allgemeine Feldgleichungen, Verhalten des elastischen Halbraums, Raum- und Oberflächenwellen, erweiterte Biegewellentheorie für dicke Platten, Zylinderschalen, Mehrschichtsysteme, "Squeezefilm"-Effekte, Quellenmechanismen, periodische Systeme, gekoppelte strukturakustische Systeme. UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse werden im Rahmen der Rechenübung im ComputerLaboratorium vertieft, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Advanced Structure-borne Sound Rechenübung

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung und Rechenübung (Computerlabor) zusammen. Für die Übung sind Vor- und Nachbereitungszeiten einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein):

6. Verwendbarkeit Master Physikalische Ingenieurwissenschaften (Bestandteil des Ergänzungsbereichs Technische Akustik), Master Energie- und Gebäudetechnik (Bestandteil der Wahlpflichtliste Vertiefung Akustik, Lichttechnik, regenerative Energien), Master Technischer Umweltschutz (Bestandteil der Ergänzungsmodulliste). Das Modul kann generell als reines Wahlmodul verwendet werden.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 40 h Summe: 190 h = 6,3 LP (6 LP)

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

299

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung ist ein unbenoteter Schein in der Rechenübung (UE).

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Begrenzung

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Infomaterial: Sekr. TA 7, Zi TA 111 ja
nein www.akustik.tu-berlin.de

Literatur: 1. L. Cremer und M. Heckl, 1996. Körperschall, 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-54631-6. 2. L. Cremer, M. Heckl, B.A.T. Petersson, 2005. Structure-Borne Sound, 3. Auflage. Springer Verlag, Berlin. ISBN 3-540-22696-6. 3. F. Fahy, 2001. Foundations of Engineering Acoustics. Academic Press, London. ISBN 0-12-2476654.

13. Sonstiges Empfehlenswert ist für jeden vertiefenden GeräuschbekämpferIn eine Kombination mit den Modulen TA 2 und TA 6 "Geräuschbekämpfung" und "Geräuschbekämpfung für Fortgeschrittene", sowie mit dem Modul TA 5 "Körperschall - Grundlagen".

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SoSe 2012

300

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Lärmwirkungen, Soundscapes und städtebaulicher Lärmschutz Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. Brigitte Schulte-Fortkamp

6

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sollen: - die Wirkungen von Schall auf den Menschen in seiner Umwelt und den daraus abzuleitenden Maßnahmen des Schallschutzes verstanden haben, - die Verbindung zu objektiven Methoden der Physik und Ingenieurwissenschaften herstellen können, - befähigt sein, Kenntnisse über hörphysiologische und -psychologische Eigenschaften des Menschen in einem interdisziplinären Kontext umsetzen zu können, - die Kenntnisse auf die Praxis übertragen, im Team Probleme analysieren, prinzipielle Vorgehensweisen erarbeiten, Lösungen formulieren und umsetzen können. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte VL Lärmwirkungen: Grundlagen, Methoden zur Erfassung der Belästigung durch Schallwirkungen, Feldund Laborforschung, Vergleich quellenspezifischer Dosis- Wirkungs-Relationen, kombinierte Wirkung mehrerer Quellen, interdisziplinäre Ansätze, Normen, Richtlinien Gesetze. VL: Soundscape und Community Noise: Bedeutung von Schall, Perzeptive und physikalische Bewertung, Kombinierte Verfahren, Soundscape und Community Noise, Bewertungsverfahren nach EU-Directive 2002, Umgebungslärmrichtlinie und Aktionspläne, Einfluss auf Lebensqualität. SE: Soundscape und Community Noise: Vertiefung der Vorlesung, Anwendung und Analyse von Messund Bewertungsverfahren, exemplarische Planungsentscheidungen in Städten und Kommunen, Analysen von Untersuchungsergebnissen im Hinblick auf die Veränderung von Lebensqualität. VL Städtbaulicher Lärmschutz: Lärmschutz durch planerische und städtbauliche Maßnahmen, Schalltechnische Grundlagen im Quellen-, Ausbreitungs- und Einwirkungsbereich (Emission Transmission- Immission), Bewertungsverfahren, Regelwerke für den baulichen Schallschutz, Anwendungen wie Lärmsanierungs- und Vorsorgepläne, Verkehrslärmschutzgesetz, Verkehrsberuhigung, Maßnahmen gegen Aussenlärm.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Lärmwirkungen Soundscape und Community Noise Soundscape und Community Noise Städtebaulicher Lärmschutz

LV-Art VL VL SE VL

LP 2 1 1 2

SWS 2 1 1 2

P/W/WP P P P P

Semester Winter Sommer Sommer Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul TA 3b setzt sich aus 3 Vorlesungen und einem Seminar zusammen. Für das Seminar ist ein etwas höherer Eigenbeteiligungsanteil der Studierenden anzusetzen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein): LV 0531 L 510 IV "Schallschutz"

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

301

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL 2 x 15 x 2 SWS= 60 h VL 7 x 2 SWS= 14 h SE 7 x 2 SWS= 14 h Vor- und Nachbereitung: VL 2 x 15 x 1 h= 30 h VL 7 x 1 h= 7 h SE 7 x 2 h= 14 h Prüfungsvorbereitungen: VL 2 Wo à 20 h= 40 h Summe: 179 h = 6 LP

6. Verwendbarkeit Das Modul kann generell als Wahlmodul, in den Masterstudiengängen Physikalische Ingenieurwissenschaften, Technischer Umweltschutz oder Energie- und Gebäudetechnik als Ergänzungsmodul verwendet werden und mit weiteren Modulen aus dem Bereich der technischen Akustik zu einem Schwerpunkt ausgebaut werden. Es ist anwendbar auch in den Studienrichtungen Stadtentwicklung, Verkehrswesen, Architektur, Soziologie und Psychologie.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in zwei Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Keine Begrenzung.

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: Matrialien/Downloads

ja
nein VL- Skript (teilweise): Sekr. TA 7, Zi TA 111 ja
nein www.akustik.tu-berlin.de unter > Studium & Lehre >

Literatur: 1. Zwicker, E.; Feldtkeller, R.: Das Ohr als Nachrichtenempfänger. Monographien der elektrischen Nachrichtentechnik; 19. S. Hirzel Verlag Stuttgart, 1967. 2. Zwicker, E.: Psychoacoustics - Facts and Models. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, NY, 1999. 3. M. Schafer, The soundscape. Our sonic environment and the tuning of the world. Destiny books, Rochester, VT 1992. 4. Schulte-Fortkamp, B., Dubois, D: (ed) Recent advances in Soundscape research, Acta Acustica united with Acustica, Special Issue, , Vol 92 (6), 2006. 5. Brooks, . B.M., "Community design with soundscape in mind." ASA 149th Meeting, Vancouver, May 2005, J. Acoust. Soc. Am. 117 (4, pt. 2), 2551 (2005). 6. EU Environmental Noise Directive 2002/49/EC (2002).

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

302

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Luftschall für Fortgeschrittene Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. M. Möser

6 Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - besitzen, aufbauend auf dem Modul "Luftschall Grundlagen", weitere theoretische und physikalische Kenntnisse über die Eigenschaften des Schalls und deren analytisch numerische Behandlung, insbesondere hinsichtlich der Schallabstrahlung und -beugung, - sind befähigt, über Standardsituationen hinaus Schallvorgänge zu analysieren und zu berechnen, - besitzen die Fähigkeit, Probleme fundiert zu behandeln und darüber hinaus deren Praxisrelevanz sicherer und leichter abschätzen zu können, - können Daten kritisch bewerten, - können mit komplexen schalltechnisch relevanten Problemstellungen aus der Praxis umgehen und wissenschaftliche Erkenntnisse entsprechend anwenden und umsetzen. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

13. Sonstiges Wünschenswert ist eine Verknüpfung mit dem Modul TA 3a "Psychoakustik", aber auch mit den überwiegend physikalisch orientierten Modulen TA 1 und TA 7 "Luftschall-Grundlagen" und "Luftschall f. Fortgeschrittene" und/oder mit Modulen TA 2 und TA 6 "Noise and Vibration Control" und "Advanced Noise and Vibration Control".

2. Inhalte VL: Grundlagen der Systemtheorie; Differentialgleichungen der Akustik; Abstrahlung von ebenen Flächen; Randwertprobleme in Zylinderkoordinaten; Beugung; numerische Abstrahlberechnungen, theoretische Grundlagen der Raum- und Bauakustik. UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse werden im Rahmen einer Rechenübung vertieft, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Technische Akustik II Rechenübung

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung und Rechenübung zusammen. Für die Übung sind Vor- und Nachbereitungszeiten einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein): IV Schallschutz LV 0531 L 510 (3 LP)

6. Verwendbarkeit Im Bachelor Physikalische Ingenieurwissenschaften im Schwerpunkt Technische Akustik, im Master Physikalische Ingenieurwissenschaften im ErgänzungsbereichTechnische Akustik, im Master Maschinenbau (MB), im Master Audiokommunikation- und technologie oder als reines Wahlmodul verwendbar. Außerdem im Master Energie- und Gebäudetechnik (Bestandteil der Wahlpflichtliste Vertiefung Akustik, Lichttechnik, regenerative Energien) und im Master Technischer Umweltschutz (Bestandteil der Ergänzungsmodulliste, mit dem Modul "Luftschall -Grundlagen (TA 1)" zu einem Schwerpunkt ausbaubar).

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

303

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 40 h Summe: 190 h = 6,3 LP (6 LP)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Voraussetzung ist ein unbenoteter Schein aus der UE.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Begrenzung

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein liegt als Teil eines Buches vor (Lit. [1])
ja nein

Literatur: 1. M. Möser, 2007. Technische Akustik. 7. erw. Aufl.. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-71387-7. 2. G. Müller, M. Möser (Hrsg.), 2004. Taschenbuch der Technischen Akustik, 3 Auflage. Springer-Verlag Berlin. ISBN 3-540-41242-5.

13. Sonstiges Wünschenswert ist eine Kombination mit Modul TA 1 "Luftschall-Grundlagen" und/oder mit Modul TA 4 "Schallmesstechnik und Signalverarbeitung". Generelle Kombinationsmöglichkeiten mit den Modulen TA 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 oder 9.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

304

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Nichtlineare und Chaotische Schwingungen Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. von Wagner

6

Sekreteriat: MS 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Das Modul zeigt prinzipielle Unterschiede zwischen linearem und nichtlinearem Systemverhalten in Bezug auf mechanische Schwingungen auf und führt in entsprechende Berechnungsverfahren ein. Außerdem wird das Thema Dynamische Stabilität behandelt und eine kurze Einführung in Chaotische Schwingungen gegeben. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 50%
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Phasenportraits, einfache Störungsrechnung, Störungsrechnung nach Lindstedt und Poincaré, Methode der mehrfachen Zeitskalierung, Langsam veränderliche Amplitude und Phase, Harmonische Balance, Sub- und Superharmonische Schwingungen, Stabilität nach Ljapunow, direkte Methode von Ljapunow, Methode der ersten Näherung, Floquet Theorie, selbsterregte Schwingungen, technische Beispiele: Eisenbahnradsatz, quietschende Bremse, Poincaré-Abbildung, Pitchfork- und Hopf-Bifurkation.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Nichtlineare und Chaotische Schwingungen

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in ...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

305

11. Anmeldeformalitäten 10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Hagedorn, P.: Nonlinear Oscillations, Springer Verlag, 1988. Nayfeh, A.H.; Mook, D.T.: Nonlinear Oscillations, Wiley, 1979.

13. Sonstiges Das Modul wird nicht immer jährlich, aber mindestens im zweijährlichen Turnus angeboten.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

306

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Strömungsakustik (CAA) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studenten lernen die Grundlagen numerischer Approximations- und Lösungstechniken für strömungsakustische Probleme kennen. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, die verschiedenen numerischen Verfahren hinsichtlich ihrer Stärken oder Schwächen einzuschätzen, zu verwenden und die Ergebnisse der Simulationen kritisch zu beurteilen. Ziel der Veranstaltung ist es, die Studenten in die Lage zu versetzen auch völlig neue aeroakustische Probleme auf Grundlage des erworbenen Wissens zu analysieren, bewerten und Lösungen dafür zu entwickeln. Fachkompetenz: 25% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 25% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Übersicht über numerische Verfahren der Strömungsakustik (CAA), optimierte Finite-DifferenzenVerfahren höherer Ordnung, optimierte zeitliche Integrationsverfahren mit geringer Dispersion und Dissipation, spektrale Ableitungen, lineare und nichtlineare Modellgleichungen, nicht reflektierende Abstrahl- und Ausström-Randbedingungen, Wand-Randbedingungen, Nichtlineare Wellenausbreitung, Anwendung der erlernten Berechnungsverfahren auf akustische Problemstellungen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Numerische Methoden der Strömungsakustik (CAA)

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Darstellung und Diskussion der theoretischen Inhalte sowie Entwicklung von Lösungsansätzen und Bearbeitung von Beispielen mit selbst entwickelten Simulationsprogrammen erfolgt im Wechselspiel zwischen Lehrenden und Lernenden. Die Studenten programmieren im Rahmen der Hausaufgaben Schritt für Schritt selbst ein Programm zur Lösung akustischer Problemstellungen. Verschiedene akustische Problemstellungen werden sowohl hinsichtlich ihrer physikalischen als auch der mathematischnumerischen Seite diskutiert.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Numerik-I bzw. CFD I b) wünschenswert: Strömungsakustik I, Strömungslehre I, II, Kenntnisse in Matlab/Octave

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: CAA: 15 Wochen x 4 Stunden integrierte Veranstaltung = 60h Vor- und Nachbereitung: 15 Wochen x 6 Stunden , inclusive Lösung der Hausaufgaben = 90h Prüfungsvorbereitung mündliche Prüfung CAA = 30h
Summe: 180h Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Am Ende findet eine mündliche Prüfung statt, in der die Note ermittelt wird.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 20 (IV)

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

307

11. Anmeldeformalitäten Online-Anmeldung in der ersten Semesterwoche unter http://caa.cfd.tu-berlin.de

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://caa.cfd.tu-berlin.de

Literatur: Sesterhenn: Skript zur Vorlesung CAA (numerische Aeroakustik) M. Zhuang, N. Schönwald, C. Richter: Computational Aeroacoustics and its Application P. Wesseling: Principles of Computational Fluid Dynamics

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

308

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Psychoakustik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. Brigitte Schulte-Fortkamp

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sollen: - die wissenschaftliche Grundlagen der Psychoakustik vertieft haben und entsprechende Fragestellungen bearbeiten können, - befähigt sein, grundlegende Aspekte in einem interdisziplinären Kontext umsetzen zu können, - die Kenntnisse auf die Praxis übertragen, im Team Probleme analysieren, prinzipielle Vorgehensweisen erarbeiten und Lösungen formulieren können. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte VL Psychoakustik I: Begriffe der Psychophysik, -akustik, Begriff der Psychophysik/Psychoakustik, Messen und Skalen, Verfahren zum Bestimmen von Schwellen und Unterschiedsschwellen, psychophysikalische Grundgesetze (Weber, Fechner, Stevens), Intermodaler Wahrnehmungsvergleich (Cross Modality), Signalerkennungstheorie, Adaptations-Theorie (Helson), Skalierungsverfahren. VL Psychoakustik II: Anatomie des Gehörorgans und Hörbahn, Nervöse Kodierung akustischer Signale, Tonhöhenwahrnehmung, Residuum, Pulsationsschwelle, Wiederholungstonhöhe, Richtungshören und zweiohrige Phänomene, Aurale Nichtlinearitäten. PR: Das Praktikum dient der Vertiefung des Vorlesungsstoffes Psychoakustik anhand praktischer Versuche, um damit den Bezug zur Praxis herzustellen und die Befähigung zur Umsetzung des Erlernten sicher zu stellen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Psychoakustik I Psychoakustik II Laboratorium IV

LV-Art VL VL PR

LP 2 2 2

SWS 2 2 2

P/W/WP P P P

Semester Winter Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul TA 3a setzt sich aus 2 Vorlesungen und einem Praktikum zusammen. Für das Praktikum sind Vorbereitungszeiten und Rücksprachetermine einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein): LV 0531 L 510 IV "Schallschutz"

6. Verwendbarkeit Verwendbar in den Masterstudiengängen Physikalische Ingenieurwissenschaften, Technischer Umweltschutz oder Energie- und Gebäudetechnik als Ergänzungsmodul und kann mit weiteren Modulen aus dem Bereich der technischen Akustik zu einem Schwerpunkt ausgebaut werden. Das Modul kann generell als Wahlmodul verwendet werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

309

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung ist ein unbenoteter Schein im Praktikum (PR). Präsenzzeit: VL 2 x 15 x 2 SWS= 60 h PR 5 x 2 SWS= 10 h Vor- und Nachbereitung: VL 2 x 15 x 1 h= 30 h PR 5 x 6 h= 30 h (incl. Protokoll und Rücksprache) Prüfungsvorbereitungen: VL 2 Wo à 25 h= 50 h Summe: 180 h = 6 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in zwei Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Keine Begrenzung.

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben: Matrialien/Download

ja
nein VL- Skript: Sekr. TA 7, Zi TA 111 ja
nein www.akustik.tu-berlin.de unter > Studium & Lehre >

Literatur: 1. Zwicker, E.; Feldtkeller, R.: Das Ohr als Nachrichtenempfänger. Monographien der elektrischen Nachrichtentechnik; 19. S. Hirzel Verlag Stuttgart, 1967 2. Zwicker, E.: Psychoacoustics - Facts and Models. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, NY, 1999

13. Sonstiges Wünschenswert ist eine Verknüpfung mit dem Modul TA 3b "Lärmwirkungen, Soundscapes und städtebaulicher Schallschutz" sowie mit den überwiegend physikalisch orientierten Modulen TA 1 und TA 7 "Luftschall-Grundlagen" und "Luftschall f. Fortgeschrittene" und/oder auch mit Modulen TA 2 und TA 6 "Noise and Vibration Control" und "Advanced Noise and Vibration Control".

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

310

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Statistische Energie Analyse Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. B.A.T. Petersson

6 Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - sind zur Anwendung methodischer Ansätze und Lösungsprozeduren anhand eines ausgewählten Themas befähigt, - beherrschen die rein energetische Beschreibung systemdynamischer Vorgänge, insbesondere bei gekoppelten Systemen bei der SEA, - schließen die Lücke zu konventionellen Verfahren, wie sie in den anderen Lehrveranstaltungen der Akustik erlernt werden. Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte VL (in englischer Sprache): Systemdefinition, Systembeschreibung, Energiebetrachtungen, Leistungsübertragung in gekoppelte Systemen, Reziprozität, Leistungsbilanz, Matrixformulierung, Signifikanz und Konfidenz UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse werden im Rahmen der Rechenübung im ComputerLaboratorium vertieft, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Statistical Energy Analysis (SEA) Rechenübung zur Statistischen Energie Analyse (SEA)

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Winter Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung und Rechenübung (Computerlabor) zusammen. Für die Übung sind Vor- und Nachbereitungszeiten einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein):

6. Verwendbarkeit Master Physikalische Ingenieurwissenschaften (Bestandteil des Ergänzungsbereichs Technische Akustik), Master Energie- und Gebäudetechnik (Bestandteil der Wahlpflichtliste Vertiefung Akustik, Lichttechnik, regenerative Energien), Master Technischer Umweltschutz (Bestandteil der Ergänzungsmodulliste). Modul generell als reines Wahlmodul verwendbar.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 40 h Summe: 190 h = 6,3 LP (6 LP) Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

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311

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung ist ein unbenoteter Schein in der Rechenübung (UE).

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Begrenzung

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Infomaterial: Sekr. TA 7, Zi TA 111 ja
nein www.akustik.tu-berlin.de

Literatur: 1. L. Cremer und M. Heckl, 1996. Körperschall, 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-54631-6. 2. D.G. Crighton, A.P. Dowling und drei andere, 1992. Modern Methods in Analytical Acoustics, Lecture Notes. Springer Verlag, London. ISBN 3-540-19737-0. 3. F. Fahy, 2001. Foundations of Engineering Acoustics. Academic Press, London. ISBN 0-12-2476654.

13. Sonstiges Empfehlenswert ist dieses Modul als Ergänzung zu den Modulen TA 2 "Geräuschbekämpfung"und/oder TA 6 "Geräuschbekämpfung für Fortgeschrittene", sowie in der Kombination mit den Modulen TA 5 "Körperschall - Grundlagen" und/oder TA 9 "Körperschall für Fortgeschrittene".

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Theoretische Akustik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. M. Möser

Sekreteriat: TA 7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - besitzen ein tieferes Verständnis der theoretischen Zusammenhänge von Schallfeldeigenschaften und die Befähigung zur methodischen Lösung von entsprechenden Fragestellungen, - können selbstständig komplexe Aufgaben analysieren und berechnen, die über eine praktische Ingenieursarbeit hinausgehen, die aber für eine wissenschaftliche Auseinandersetzung mit akustischen Problemen unerläßlich sind. Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 5%
Sozialkompetenz:

2. Inhalte VL: Eigenschaften akustischer Strukturen, Beschreibung akustischer Strukturen, Impulsantwort, Übertragungsfunktion, Faltungssatz, Differentialgleichungen in der Akustik, Biegewellen von Stäben und Platten, Schallausbreitung in Gasen, adiabatische Zustandsänderung, Lighthill-Gleichung und Wellengleichung. Leistungsbetrachtungen. Schallabstrahlung von ebenen Flächen, Fernfeld, RayleighIntegral, Kolbenmembran, Strahler in Form von stehenden Wellen. Randwertprobleme in Zylinderkoordinaten, Wellengleichung, Abstrahlung von Zylinderoberflächen, Beugung an Zylindern, Abschirmwände und Abschirmwälle. UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse werden im Rahmen einer Rechenübung vertieft, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Theoretische Akustik Rechenübung

LV-Art VL UE

LP 3 3

SWS 2 2

P/W/WP P P

Semester Sommer Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung und Rechenübung zusammen, was einen höheren Arbeitsaufwand bedeutet und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: b) wünschenswert (allgemein):

6. Verwendbarkeit Im Master Physikalische Ingenieurwissenschaften im ErgänzungsbereichTechnische Akustik, im Master Energie- und Gebäudetechnik (Bestandteil der Wahlpflichtliste Vertiefung Akustik, Lichttechnik, regenerative Energien), im Master Technischer Umweltschutz (Bestandteil der Ergänzungsmodulliste) oder als reines Wahlmodul verwendbar.

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8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h Vor- und Nachbereitung: VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 3 h= 45 h (incl. Hausaufgaben) Prüfungsvorbereitungen: VL 1 Wo= 40 h Summe: 175 h = 5,8 LP (6 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Keine Begrenzung.

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Sekr. TA 7, Zi TA 111
ja nein

Literatur: 1. P.M. Morse and K.U. Ingard, 1968. Theoretical Acoustics. McGraw Hill Inc., Princeton University Press, New Jersey, USA. ISBN 0-691-02401-4. 2. E. Skudrzyk,1971. The Foundations of Acoustics. Springer-Verlag, Wien, New-York. ISBN 3-211 80988-0

13. Sonstiges Wünschenswert ist eine Kombination mit Modulen TA 1 "Luftschall-Grundlagen", TA 7 "Luftschall f. Fortgeschrittene" und/oder mit Modul TA 4 "Schallmesstechnik und Signalverarbeitung".

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Umweltwirkungen von Luftfahrtantrieben Verantwortliche/-r des Moduls: Dieter Peitsch / Lars Enghardt

6 Sekreteriat: F1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden gewinnen in diesem Modul ein vertieftes Verständnis des Einflusses von Triebwerken auf die Umwelt sowohl im Hinblick auf die entstehenden Schadstoffe wie auch im Bezug auf die Belästigung durch Lärm. Durch die Bearbeitung und Präsentation eines definierten Themas in einer kleinen Gruppe erwerben sie die Fähigkeit, sich komplexen Fragestellungen strukturiert zu nähern und ihre Inhalte verständlich zu vermitteln. Der freie Vortrag ist ein wichtiges Qualifizierungsmerkmal dieses Moduls, das in der Praxis eine sehr wichtige Komponente ist, auch zur Präsentation der eigenen Person. Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Inhalte der Vorlesung, die auf die Seminararbeit hinführt: Gashaushalt der Atmosphäre, Emissionen des Luftverkehrs (Schadstoffe und Lärm). Nationale und Internationale Vorschriften. 1 Themenkomplex: Schadstoffe Verbrennung und Schadstoffentstehung, Brennkammerauslegung, Brennstoffaufbereitung, Neue Brennkammerkonzepte für niedrige Emissionen, alternative Brennstoffe. 2. Themenkomplex: Lärm Schall, Lärm, Lärmempfinden, Lärmquellen an Antrieb und Flugzeug, Lärmminderung und Schalldämmung im Flugtriebwerk 3. Themenkomplex: Emissionsminimierung am Gesamttriebwerk Neue Konzepte und ihre Bedeutung für die Emissionen

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Umweltwirkungen von Luftfahrtantrieben

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Zunächst werden in einem Vorlesungsteil die Grundlagen der Umweltwirkungen von Luftfahrtantrieben dargestellt. Anschließend werden die Teilnehmer in Arbeitsteilung selbstständig ein vorgegebenes Thema aufarbeiten und in einem individuellem Vortrag mit anschließender Diskussion vorstellen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in einer Dokumentation festgehalten. Ergänzend hierzu werden Vorträge externer Wissenschaftler und Industrievertreter angeboten.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Luftfahrtantriebe, Luftfahrtantriebe Vertiefung b) wünschenswert: Leistung und Systeme der Luftfahrtantriebe, Gasturbinen-Grundlagen

6. Verwendbarkeit Verkehrswesen, Maschinenbau, Umwelttechnik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 4 Stunden Präsenz im der Vorlesung: 60 Stunden 12 Wochen x 6 Stunden Themenbearbeitung: 72 Stunden Vorbereitung Präsentation: 20 Stunden Dokumentation: 20 Stunden Summe: 172 Stunden = 6 Leistungspunkte

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8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung. In die Note gehen die Ergebnisse von Seminararbeit und mündlicher Prüfung ein. Der Anteil wird bei Veranstaltungsbeginn bekannt gegeben.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Keine Beschränkung.

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Teilnahme an diesem Modul sowie Vergabe der Themen für die Seminararbeit erfolgen in der ersten Veranstaltung. Die Anmeldung zur mündlichen Prüfung erfolgt im Prüfungsamt.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://www.la.tu-berlin.de

Literatur:

13. Sonstiges

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Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Aerothermodynamik II

9

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Aerothermodynamik II über Kenntnisse in:
- Funktionsweise moderner Messprogramme und Messsoftware (experimentelle Projekte)
- Funktionsweise moderner numerischer Softwarepakete (numerische Projekte)

Fertigkeiten:
- Erstellen von Ergebnisprotokollen und Präsentation von Ergebnissen
- Umgang mit moderner Messsoftware und numerischer Software
- Umgang mit anderen Studenten bei der gemeinsamen Bearbeitung der Projekte
- verantwortungsvoller Umgang mit Versuchsanlagen, Sensorik und Messequipment

Kompetenzen:
- selbständiges Erarbeiten (in Kleingruppen) von geeigneten Methoden und Lösungen zu aerothermodynamischen Problemstellungen
- Einhaltung eines eng definierten Zeitrahmens zur Bearbeitung des Projektes
- Vertiefung des Verständnisses der in Aerothermodynamik I vermittelten physikalischen Grundlagen Fachkompetenz: 45% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte In dieser LV werden kleinere numerische und experimentelle Projekte zu aerothermodynamischen Problemstellungen aus aktuellen Forschungsthermen in Gruppen selbständig bearbeitet und durchgeführt. Die Betreuung der Projekte erfolgt durch fachkompetente Forschungsassistenten. Ergänzend hierzu werden Lehrvorträge zu ausgewählten Thermengebieten angeboten. Zum Abschluss jedes Projektes gehören zwei Gruppenvorträge und ein schriftlicher Abschlussbericht.
In vergangenen Semestern erfolgreich durchgeführte Projekte hatten u.a. folgende Thermenschwerpunkte:
Numerische Projekte:
- Durchströmung einer Lavaldüse und Bestimmung von Rayleigh- und Fanno-Linien
Ablösebeeinflussung durch Heizen/Kühlen an einem Tragflügel
- Umströmung eines gekühlten Zylinders und Bestimmung der Nusselt-Zahl Verteilung

Experimentelle Projekte:
Visualisierung von Wandschubspannungsfeldern mit Hilfe der Infrarot-Thermografie
- Auslegung und Erprobung von auf der Analogie zwischen Wärme und Impulstransport basierenden Sensoren
Untersuchungen zur instationären Prallkühlung

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Aerothermodynamik II

LV-Art IV

LP 9

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul Aerothermodynamik II ist ausschließlich ein Projektfach.

Aufgabe:
- kleine Projekte werden von Studentengruppen selbständig bearbeitet
- es werden sowohl numerisch als auch experimentelle Projekte angeboten

Der Abschluss jedes Projektes erfolgt durch einen schriftlichen Bericht und eine Abschlusspräsentation.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorische Voraussetzungen:
- Grundlagen der Strömungslehre
- Übungsschein Aerothermodynamik I

wünschenswerte Voraussetzungen:
- Lineare Algebra für Ingenieure
- Analysis I
Analysis II
- Differentialgleichungen für Ingenieure
Einführung in die Informationstechnik
- Einführung in die klassische Physik für Ingenieure
Aerodynamik I + II
- Numerik I

6. Verwendbarkeit geeigneter Studiengang:
- Master Luft- und Raumfahrt
- Master Physikalische Ingenieurwissenschaften

geeignete Studienschwerpunkte:
- Luftfahrttechnik

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsaquivalente Studienleistungen:
- Zwischenpräsentation
Abschlusspräsentation
- Abgabe eines Projektberichtes

Jede der Teilleistungen muss bestanden werden! Präsenzstudium:
Experimentelles oder numerisches Arbeiten: 15x4 Stunden = 60 Stunden

Eigenstudium:
Projektarbeit: 60 Stunden = 180 Stunden

Prüfungsvorbereitung: 3x10 Stunden = 30 Stunden

Summe: 270 Stunden
Leistungspunkte: 9 LP

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.


10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist, bedingt durch die Projekte, auf 30 Studenten begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung:
- in der ersten Vorlesung

Anmeldung zur Prüfung:
Prüfung muss ensprechend der gültigen Prüfungsordnung angemeldet werden.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein beim betreuenden Assistenten
ja nein

Literatur: Literaturliste im Skript

13. Sonstiges

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318

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Anwendungen der Thermodynamik Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. habil. S. Enders

6 Sekreteriat: TK7

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Ziel des Moduls "Anwendungen der Thermodynamik" ist es, die thermodynamischen Kenntnisse für die Bearbeitung einer konkreten, praxisorientierten Problemstellung selbstständig anzuwenden Fachkompetenz: 35% Methodenkompetenz: 35% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Die Inhalte der Projekte werden aus aktuellen Themen der universitären (z.B. drug-delivery systeme, Molekulardynamik an Grenzflächen) oder der industriellen Forschung führender Chemiefirmen (Dow Chemical Company, Degusssa, Total und BASF) ausgewählt. Forschungsthemen können auch von den Projektteilnehmern bzw. Teilnehmerinnen vorgeschlagen werden.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Anwendungen der Thermodynamik

LV-Art PJ

LP 6

SWS 6

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Im Rahmen des Projektes werden neben der eigentlichen Problemlösung in Gruppen gemeinsame Besprechungen und Berichtsveranstaltungen durchgeführt. Zur Vorbereitung der Berichtsveranstaltungen sind Präsentationen auszuarbeiten. Die Ergebnisse werden in einem Bericht zusammengefasst.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Obligatorisch: Kenntnisse der Thermodynamik

6. Verwendbarkeit Für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaften, Energie- und Verfahrenstechnik sowie für andere interessierte Studiengänge.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Bearbeitung PJ: 6 SWS 15 Wochen = 80 h; Vor- und Nachbereitung PJ: 4 SWS 15 Wochen = 60 h Ausarbeitung (Bericht + Präsentation) = 40 h Summe = 180 h= 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Die prüfungsäquivalente Studienleistung besteht aus der benotenden schriftlichen Arbeit und der Präsentation der Ergebnisse. Bei Nichtbestehen kann in einem folgenden Semester die Prüfungsleistung wiederholt werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden

10. Teilnehmer(innen)zahl Teilnehmerzahl pro Projektgruppe: 4

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung erfolgt im Fachgebiet

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319

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: siehe Lernumgebung

13. Sonstiges

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320

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Experimentelle Methoden der Aerodynamik II (Projektaerodynamik II) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche

9

Sekreteriat: F2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Experimentelle Methoden der Aerodynamik II über: Kenntnisse: - selbständiges Erarbeiten von geeigneten Methoden zur experimentellen Untersuchung aerodynamischer Problemstellungen, sowie Entwurf und Instrumentierung von Versuchsaufbauten - Funktionsweise von modernen Messprogrammen (Software) zur Anwendung digitaler Messtechnik - Vertiefung der physikalischen Zusammenhänge bei der Anwendung von Messsystemen sowie der Strömungsphysik Fertigkeiten: - selbständige Anwendung digitaler Messtechnik zur gezielten Lösung strömungstechnischer Auffgabenstellungen - Bearbeitung experimenteller Projekte in einem eng definierten Zeitrahmen - Erstellen von einfachen Ergebnisprotokollen mit detaillierten Strömungsanalysen sowie die Präsentation von Versuchsergebnissen Kompetenzen: - Verantwortungsvoller Umgang mit Versuchsmodellen, Sensorik, Messelektronik und Versuchsanlagen - Umgang mit anderen Studenten bei der gemeinsamen Bearbeitung der Projekte Fachkompetenz: 35% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 5% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Experimentelles Projekt: In dieser LV erfolgt Bearbeitung kleinerer Projekte mit typischen aerodynamischen Problemstellungen aus aktuellen Forschungsschwerpunkten in Studentengruppen in selbständiger Arbeitsweise. Zu diesen Themenschwerpunkten gehören u.a.: - aktive Beeinflussung des laminar-turbulenten Grenzschichtumschlags (Transition) - Kontrolle von Strömungsablösungen an Tragfügelhinterkanten, Diffusoren u.a. - Grenzschichtuntersuchungen mit thermoelektrischen und piezoelektrischen Sensorarrays - Untersuchung gekoppelter Strömungs- und Temperaturfelder - aktive Widerstandskontrolle an stumpfen Körpern Die Betreuung der Studentenprojekte erfolgt durch fachkompetente Forschungsassistenten. Ergänzend dazu werden Lehrvorträge zu ausgewählten Themengebieten angeboten. Der Abschluss jedes Projektes erfolgt durch einen schriftlichen Bericht und eine Abschlusspräsentation (Gruppenvortrag.)

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Experimentelle Methoden der Aerodynamik II (Projektaerodynamik II)

LV-Art IV

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 9

SWS 4

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P/W/WP P

Semester Sommer

321

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: - Aerodynamik I - Übungsschein "Experimentelle Methoden der Aerodynamik I" (Projektaerodynamik I) b) wünschenswert: -Lineare Algebra für Ingenieure, -Mechanik - Grundlagen der Elektrotechnik - Einführung in die Informationstechnik - Einführung in die klassische Physik für Ingenieure - Einführung in die moderne Physik für Ingenieure - Aerothermodynamik I - systemtechnische Grundlagen und interdisziplinäre Projektarbeit

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul Experimentelle Methoden der Aerodynamik II ist ausschließlich ein Projektfach. Aufgabe: - kleine Projekte werden von Studentengruppen selbständig bearbeitet . Ergänzend dazu werden Lehrvorträge zu ausgewählten Themengebieten angeboten. Der Abschluss jedes Projektes erfolgt durch einen schriftlichen Bericht und eine Abschlusspräsentation.

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist insbesondere geeignet für den Studiengang: - Luft- und Raumfahrt -als Wahlmodul für den Studiengang Physikalische Ingenieurswissenschaft geeignete Studienschwerpunkte: -Aerodynamik in der Luft- und Raumfahrt

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium: Vorlesung: 5x2 Stunden = 10 Stunden Übung: 5x2 Stunden = 10 Stunden Projektarbeit: 130 Stunden Eigenstudium: Vor- und Nachbereitung: 80 Stunden Prüfungvorbereitung: 40 Stunden Summe: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 LP (1 LP entpricht 30 Stunden)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsaquivalente Studienleistungen: - Zwischenpräsentation - Abschlusspräsentation - Abgabe eines Projektberichtes Jede der Teilleistungen muss bestanden werden!

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist, bedingt durch die Projekte der LV, auf 30 Studenten begrenzt.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

322

11. Anmeldeformalitäten 12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: W. Nitsche, A. Brunn : Strömungsmesstechnik, Springer-Verlag, 2006 Anmeldung zur Lehrveranstaltung: -Teilnehmerliste in der ersten Lehrveranstaltung Anmeldung zur Prüfung: Prüfung muss ensprechend der gültigen Prüfungsordnung angemeldet werden.

13. Sonstiges

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323

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Fluidsystemdynamik Projekt Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. P.U. Thamsen

6 Sekreteriat: K2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden sind nach dem erfolgreichen Besuch dieser Lehrveranstaltung in der Lage, das Zusammenwirken von Maschine und Anlage zu untersuchen, einzuschätzen und Lösungen zielgerecht umzusetzen. Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über Kenntnisse in: - Konstruktion - Anlagenauslegung - Mess- und Automatisierung - Kennlinienmessung - Abreißkurven - Kennlinienbeeinflussung - Drehzahlregelung - Strömungsvisualisierung Fertigkeiten: - ingenieurwissenschaftliches Vorgehen bei strömungstechnischen Problemstellungen - methodisches Vorgehen bei ingenieurtechnischen Problemstellungen - Auslegung von strömungstechnischen Anlagen Kompetenzen: - prinzipielle Befähigung zur Auswahl, Beurteilung und Auslegung strömungstechnischer Komponenten - Übertragungsfähigkeit der Auslegungsmethodik auf andere technische Problemstellungen Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Experimentelle Methoden: Messtechnische Fragestellung an Strömungsmaschinen oder strömungstechnischen Anlagen mit Hilfe von Particle Image Velocimetry (PIV), Druckmessungen; Kavitationsuntersuchungen, Leistungsmessungen, Schwingungsmessungen Konstruktive Methoden: Auslegung einer kompletten Strömungsmaschine oder strömungstechnischen Anlage von der Auslegungsrechnung bis hin zu fertigungsgerechten Zeichnungssätzen. Analytische Methoden: Fragen der Modellbildung, Vereinfachung, numerische Strömungssimulation

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Fluidsystemdynamik - Projekt

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Durchführung praxisorientierter Pojekte zu den Themen Konstruktion, Messtechnik, Methodik sowie Systemoptimierung in Kleingruppen im Sinne eines Projektes. Die Gruppen erarbeiten unter Anleitung ein Konzept zur Problemlösung und der Umsetzung der Lösungsansätze. Es werden Abschlusspräsentation und -bericht angefertigt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme erforderlich: Strömungslehre Grundlagen und Technik und Beispiele wünschenswert: Fluidsystemdynamik und Konstruktion Hydraulischer Strömungsmaschinen

6. Verwendbarkeit Maschinenbau, Verkehrswesen, Physikalische Ingenieurwissenschaft, ITM, Verfahrenstechnik

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SoSe 2012

324

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Das Modul wird in Form einer prüfungsäquivalenten Studienleistung benotet. In die Endnote gehen ein: - Projektbericht ( 70%) - Abschlusspräsentation (30%) 8 Wochen x 4 Stunden Präsenzzeit (vorlesungsartig): 32 Stunden 3 Wochen x 6 Stunden experimentelle Untersuchungen: 18 Stunden 3 Wochen x 6 Stunden numerische Untersuchungen: 18 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden Projektbericht: 60 Stunden

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkungen

11. Anmeldeformalitäten Spätestens 6 Wochen nach Semesterbeginn ist eine Anmeldung zur prüfungsäquivalenten Studienleistung im Prüfungsamt erforderlich

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Wird während der Veranstaltung bekanntgegeben.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

325

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Innovationswerkstatt

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. V. Trommsdorff

Sekreteriat: WIL-B-3-1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Zielsetzung ist es, Studierende der Ingenieurwissenschaften schon frühzeitig während des Studiums in typische Abläufe von Innovationen in Unternehmen einzuführen, ihre Komplexität zu verdeutlichen und Auswirkungen sichtbar zu machen. In Zusammenarbeit mit einem Unternehmen wird ein konkretes Produkt-Innovationsprojekt durchgeführt. Neben der marktgerechten Produktgestaltung sowie der Entwicklung operativer und strategischer Marketingmaßnahmen werden relevante betriebswirtschaftliche Aspekte bearbeitet. Praktisches Projektmanagement wird am konkreten Fall trainiert. Gleichgewichtige Bedeutung hat die Vertiefung von Fähigkeiten in Teamarbeit, Kommunikation und Präsentation. Unter realistischen Bedingungen wird gemeinsam ein Realisationsplan im interdisziplinären Team erarbeitet. Hierbei ergänzen sich fachliche Vorkenntnisse der Teilnehmerinnen und Teilnehmer. Die wesentlichen Ergebnisse werden in der Abschlussveranstaltung einer Expertenschaft aus Hochschule und Wirtschaft präsentiert. Die Vorschläge zur Problemlösung und Implementierung werden den beteiligten Firmen als Projektbericht zur Verfügung gestellt. Fachkompetenz: 20% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 30% Sozialkompetenz: 30%

2. Inhalte Diese Veranstaltung behandelt die Probleme der wissenschaftlichen und der praktischen Marktforschung. Die sozialwissenschaftliche Messtheorie, die verschiedenen Erhebungstechniken und die einfache sowie multivariate Datenauswertung werden praxisnah angewandt.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Innovationswerkstatt

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Projekt Innovationswerkstatt ist ein interdisziplinäres Praxisprojekt. Hier wird Innovationsmarketing methodisch vermittelt und unmittelbar am Praxisbeispiel angewendet. Nach einer Einführung in die Grundbegriffe und Standardwerkzeuge der Marktforschung werden diese dann im Rahmen des Projektes mit einem realen Projektpartner vertieft.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Mindestens drei Semester Studienerfahrung

6. Verwendbarkeit Das Modul Innovationswerkstatt kann im Bachelor-Studium im Integrationsbereich gewählt werden. Die Veranstaltung ist offen für Hörer anderer Studiengänge.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit 160h Präsentation 2 h Prüfungsvorbereitung 18 h Summe 180 h

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester(n) abgeschlossen werden.

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SoSe 2012

326

10. Teilnehmer(innen)zahl Die Anzahl ist begrenzt.

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldeformalitäten sind der Homepage http://www.innowerkstatt.de/ zu entnehmen.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Werden zu Beginn der Veranstaltung ausgegeben.
ja nein

Literatur: Trommsdorff/Steinhoff (2007) : Innovationsmarketing, München 2007.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

327

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I Verantwortliche/-r des Moduls: Nayeri / Paschereit

6 Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Kenntnisse: - Übersicht über gängige Strömungsmesstechniken - Funktionsweise der Messtechniken - Fehlerquellen der jeweiligen Messtechnik - Vor- und Nachteile der Messtechniken - Einsatzmöglichkeiten - Verarbeitung von Messdaten und die Steuerung von Messgeräten über aktuelle EDV-Systeme Fertigkeiten: -Befähigung zur Auswahl geeigneter Messmethoden für ein Strömungsproblem -Beurteilungsfähigkeit über die Qualität der erzielten Messergebnisse -Beherrschung von Strömungsmesstechniken Kompetenzen: -Befähigung Anforderungen an Messtechniken gegenüber anderen zu formulieren -Befähigung gewonne Messergebnisse zu dokumentieren, darzustellen und kritisch zu hinterfragen -Arbeitsteilige Anwendung von komplexen Messtechniken in Gruppen Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I: Einführung in die strömungsmechanische Messtechnik. Windkanäle, Sichtbarmachung von Strömungen, Druckmesstechnik, Kraftmessung, Durchflussmeßtechnik, Laser-Doppler-Anemometrie. An realen Projekten werden diese Messtechniken angewendet und strömungsmechanische Probleme bearbeitet. Einführung in die PC-basierte Datenerfassung und Auswertung mit Labview.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mess-und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I Mess-und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Sommer

UE

3

2

P

Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul wird getrennt nach Vorlesung und Übung durchgeführt. In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermittelt, die dann in den Messübungen an ausgewählten Beispielen ihre Anwendung finden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre b) wünschenswert: Höhere Strömungslehre

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

328

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der VL: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Übung: 30 Stunden 3 Protokolle x 20 Stunden Bearbeitungszeit: 60 Stunden Vorbereitung auf die mündliche/schriftliche Abschlussprüfung: 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximal 20

11. Anmeldeformalitäten Terminabsprache für mündliche Prüfung mit dem Dozenten.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://fd.tu-berlin.de/studium-und-lehre/

Literatur: Literatur: 1. Skript zur Vorlesung 2. Eckelmann (1997), "Einführung in die Strömungsmeßtechnik", Teubner Verlag

13. Sonstiges

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SoSe 2012

329

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik II Verantwortliche/-r des Moduls: Nayeri / Paschereit

6 Sekreteriat: HF 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Kenntnisse: - Übersicht über gängige Strömungsmesstechniken - Funktionsweise der Messtechniken - Fehlerquellen der jeweiligen Messtechnik - Vor- und Nachteile der Messtechniken - Einsatzmöglichkeiten - Verarbeitung von Messdaten und die Steuerung von Messgeräten über aktuelle EDV-Systeme Fertigkeiten: -Befähigung zur Auswahl geeigneter Messmethoden für ein Strömungsproblem -Beurteilungsfähigkeit über die Qualität der erzielten Messergebnisse -Beherrschung von Strömungsmesstechniken Kompetenzen: -Befähigung Anforderungen an Messtechniken gegenüber anderen zu formulieren unud zu rechtfertigen -Befähigung gewonne Messergebnisse zu dokumentieren, darzustellen und kritisch zu hinterfragen -Arbeitsteilige Anwendung von komplexen Messtechniken in Gruppen Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Elektromechanische Wandler, Hitzdrahtanemometrie, Particle-Image-Velocimetry, Turbulenzmessung, Durchflußmesstechnik. Laser Induced Fluorecence (LIF), Doppler Global Velocimetry (DGV). Andere optische Messverfahren. Fehlerquellen. An realen Projekten werden diese Messtechniken angewendet und strömungsmechanische Probleme bearbeitet. Vertiefung in die PC-basierte Datenerfassung und Auswertung mit Labview.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Mess-und Informationstechnik in der Strömungsmechanik II Mess-und Informationstechnik in der Strömungsmechanik II

LV-Art VL

LP 3

SWS 2

P/W/WP P

Semester Winter

UE

3

2

P

Winter

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul wird getrennt nach Vorlesung und Übung durchgeführt. In der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen vermittelt, die dann in den Messübungen an ausgewählten Beispielen ihre Anwendung finden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Strömungslehre oder Äquivalent wünschenswert: Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

330

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistungen: Protokolle, Vorträge, mündl. Prüfung, Labview-Projekt 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der VL: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Übung: 30 Stunden 3 Protokolle x 20 Stunden Bearbeitungszeit: 60 Stunden Vorbereitung auf die mündliche/schriftliche Abschlussprüfung: 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximal 20

11. Anmeldeformalitäten Terminabsprache für mündliche Prüfung mit dem Dozenten.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://fd.tu-berlin.de/studium-und-lehre/

Literatur: 1. Skript zur Vorlesung 2. Eckelmann (1997), "Einführung in die Strömungsmeßtechnik", Teubner Verlag

13. Sonstiges

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SoSe 2012

331

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Simulation fluiddynamischer Systeme (CFDe) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6

Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Selbständige und zielorientierte Bearbeitung einer praxisrelevanten strömungsmechanischen Fragestellung mit Hilfe numerischer Simulationsverfahren. Den Teilnehmern werden praxisrelevante Kenntnisse im Umgang mit numerischen Strömungslösern vermittelt. Ebenso das Verständnis des gesamten Ablaufs eines numerischen Projekts inklusive Problemdefinition, Modellierung, Gittergenerierung, Definition von Randbedingungen, Strömungsberechnungen und die Auswertung sowie Präsentation der Ergebnisse. Fachkompetenz: 25% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Die Lehrinhalte ergeben sich aus dem Projekt, bzw. den Teilprojekten. Dazu gehören: zwei- und dreidimensionale Strömungen, laminare und turbulente Strömungen, stationäre und instationäre Konfigurationen, komplexe Geometrien und ein industrienahes Anwendungsbeispiel. Verwendet wird der Strömungslöser Open FOAM

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt: Numerische Simulation fluiddynamischer Systeme

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Darstellung der theoretischen und methodischen Inhalte erfolgt in kompakten Lehreinheiten innerhalb des Projektes. Die Bearbeitung der Teilprojekte erfolgt weitgehend selbständig. Wöchentlich finden zwei Projekttreffen statt, in denen sich die Teilnehmer mit den Lehrenden abstimmen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Grundkenntnisse in Linux, Strömungslehre I b) wünschenswert: Strömungslehre II

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 h Integrierte Lehrveranstaltung 60 h 15 Wo. x 6 h Eigenständige Arbeit 90 h Prüfungsvorbereitung 30 h Summe 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls 50 % Bearbeitung des Projektes und 50 % mündliche Prüfung/Abschlusspräsentation

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Anzahl: 38

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SoSe 2012

332

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung online auf cfde.cfd.tu-berlin.de (zum Semesterbeginn)

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein http://cfde.cfd.tu-berlin.de/

Literatur: Empfohlene Literatur: Sesterhenn: Skript zur Vorlesung CFD 1 und 2 Ferziger/Peric: Computational Methods for Fluid Dynamics Hoffmann,Chiang: Computational Fluid Dynamics for Engineers

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

333

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Numerische Thermo- und Fluiddynamik Wissenschaftliche Vertiefungen (CFD3) Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Sesterhenn

6 Sekreteriat: MB 1

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Selbstständige und zielorientierte Bearbeitung von forschungsrelevanten strömungsmechanischen Fragestellungen mit Hilfe moderner numerischer Simulationsverfahren. Die Studierenden erlangen praxisrelevante Kenntnisse im Umgang mit wissenschaftlicher Literatur und zum Thema des wissenschaftlichen Arbeitens. Es werden Fertigkeiten erarbeitet, vorhandenes Wissen auf wissenschaftliche Fragestellungen anzuwenden. Zudem wird den Teilnehmern Kompetenz im Bereich der Auswertung und Präsentation von wissenschaftlichen Ergebnissen vermittelt. Die Teilnehmer erhalten einen Überblick über moderne Methoden in der numerischen Strömungssimulation und ein tiefes Verständnis in ausgewählten Themen. Fachkompetenz: 20% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Die Lehrinhalte ergeben sich aus dem Projekt beziehungsweise den Teilprojekten, die in enger Abstimmung mit den Teilnehmern, Industriepartnern oder in Anlehnung an aktuelle Forschungsprojekte ausgewählt werden. Dazu gehören adjungierte Gleichungen, kompakte Ableitungen nach Lele, exponentielle Zeitintegration, Kontrollmethoden, Gegenbauerrekonstruktionen und wissenschaftliche Literaturrecherche.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt: Numerische Thermo- und Fluiddynamik Wissenschaftliche Vertiefungen

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Darstellung der theoretischen und methodischen Inhalte erfolgt in kompakten Lehreinheiten innerhalb des Projektes. Die Bearbeitung der Teilprojekte erfolgt weitgehend selbstständig. Wöchentlich finden zwei Projekttreffen statt, in denen sich die Teilnehmer/Teilgruppen unter Hilfestellung abstimmen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: Mathematik (Analysis I, II, DGL oder ITPDG), Numerik (Numerik I, II oder PPM I, II), CFD (CFD I, II oder CAA) wünschenswert: Grundkenntnisse in Linux, Kenntnisse in Octave oder Matlab, Kenntnisse in LaTeX

6. Verwendbarkeit 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wo. x 4 h integrierte Lehrveranstaltung 60 h 15 Wo x 6 h Durchführung des Projektes 90 h Prüfungsvorbereitung 30 h Summe 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls 50% Bearbeitung des Projektes und 50% mündliche Prüfung/Abschlusspräsentation

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

334

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Anzahl: 38

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung online auf cfd3.cfd.tu-berlin.de oder in der ersten Veranstaltung.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: Arbeitsmaterial (themenspezifische Veröffentlichungen) wird zur Verfügung gestellt unter: cfd3.cfd.tuberlin.de Skripte zu den Vorlesungen CAA, CFD 1 und 2 P. Wesseling: Principles of Computational Fluid Dynamics Ascheron: Die Kunst des wissenschaftlichen Präsentierens und Publizierens: Ein Praxisleitfaden für junge Wissenschaftler

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

335

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt Aktorik und Sensorik / Master Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr. rer. nat. Heinz Lehr

6 Sekreteriat: EW 3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation ERWERB VON KENNTNISSEN: - Aufbau und Wirkprinzipien elektromagnetischer Stellantriebe - Auswahl eines modularen Aktorkonzepts - Berechnung Kraft, Drehmoment, Energieaufnahme - Festlegung eines Konzepts zur Weg- oder Winkelmessung - Zeiteinschätzung für Konstruktion, Teilelieferung, Montage und Aktorerprobung - Vergleich alternativer Lösungen bezüglich Kosten, Volumen, Gewicht, Energieaufnahme, Umwelt - Aufbau des Aktors und des Messsystems - Bestimmung der statischen und dynamischen Kenngrößen des Aktors - Überlegungen zur Regelung von Position, Kraft oder Winkel - Einordnung des zu entwickelnden Produkts in das industrielle Umfeld FERTIGKEITEN: - Auswahl von Stell- und Messsystemen nach ingenieurtechnischen Gesichtspunkten - Beurteilung der Kenndaten von Antrieben und Messsystemen - Know-how über modulare Aufbaukonzepte - Montage des Gesamtaufbaus, Konzepte zur Improvisation - messtechnische Erprobung des Antriebs und der Messapparatur - prinzipielle Auslegung einer Regelung KOMPETENZEN: - Anwendung von Energiewandlern und Messsystemen für verschiedene Einsatzbereiche - Beurteilung der Entwicklungsdauer bis zum Prototypen - Sicherheit bei der Inbetriebnahme von Antrieben und der Kontrolle mit Messgeräten - Fähigkeit zur Aufstellung einer Zeitplanung für den Projektablauf - Abschätzung finanztechnischer Alternativen durch den Einsatz anderer Wandlerprinzipien Fachkompetenz: 20% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 30% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Einführende Vorlesungen mit anschließenden Diskussionen zu: Aufgabenstellung, Analyse der Funktionsanforderungen, Aufbrechen in Teilaufgaben, Erarbeiten verschiedener Lösungswege zur Bewältigung der Aufgabe, Darstellung der unterschiedlichen Konzepte, Einsatz von Modellrechnungen zur Erarbeitung von Bewertungskriterien, Ausarbeitung von Schnittstellen, Erarbeitung von Kostenkriterien, Stück- und Montagekosten, Beschaffung von Teilkomponenten, Aufbau und Erprobung des Geräts Tätigkeit der Studierenden (unter Anleitung): Erarbeiten konstruktiver Lösungen zu der gestellten Aufgabe, analytische Abschätzung der wesentlichen Parameter (statische und dynamische Kenngrößen, Abmessungen, Energieaufnahme, Wärmeentwicklung). Optimierung der gewählten Lösung anhand geeigneter Softwaretools, Überlegungen zum Sensorprinzip, Zwischenpräsentation. Konstruktion der Teilkomponenten, modularer Aufbau unter Einsatz vorhandener und kommerziell erhältlicher Bauteile, eigenständige Bestellung und Überwachung der Fertigung der Bauteile, Prüfung der Bauteile, Montage, Inbetriebnahme, Aufnahme statischer und dynamischer Kennlinien, Überlegungen zur Regelung von Kenngrößen des Aktors, Abschlusspräsentation und Vorstellung der Projektergebnisse

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Aktorik und Sensorik

LV-Art PJ

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

LP 6

SWS 4

SoSe 2012

P/W/WP P

Semester Winter

336

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen 5. Voraussetzungen für die Teilnahme erforderlich: - erfolgreicher Abschluss von Messtechnik und Sensorik - Feinwerktechnik und elektromechanische Systeme - Geräteelektronik - Engineering Tools / Bachelor wünschenswert: - Engineering Tools / Master Einführende Kurzvorträge zur Vermittlung von Kenntnissen, analytische Beschreibung der Aufgabe unter Anleitung, FE-Modellrechnungen am PC, Modellierung mit MATLAB und Simulink (unter Anleitung), Anfertigung von Konstruktionszeichnungen. Intensive Betreuung und abgestufte Vorgehensweise bei der eigenständigen Erarbeitung von Lösungswegen zur Ausführung von Aktoren sowie der Integration von Sensoren. Umsetzung der Energiewandlungsprinzipien in konstruktive Lösungen. Bearbeitung der Aufgabe in Gruppen. Erlernen von Teamarbeit und Zeitplanung, Übernahme von Eigenverantwortung und Delegation.

6. Verwendbarkeit Geeignet für Master-Studiengänge mit folgenden Schwerpunkten: - Maschinenbau - Physikalische Ingenieurwissenschaften - Verkehrswesen Das erworbene Know-how ist in allen ingenieurtechnischen Disziplinen einsetzbar, insbesondere in der Feinwerktechnik, Mechatronik, Mess- und Automatisierungstechnik, Automobiltechnik.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS Anwesenheit zur Durchführung der unter Punkt 2 genannten Tätigkeiten: 15 x 4 h = 60 h 2 SWS Anwesenheit Seminar- und Diskussionsveranstaltungen: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Anfertigung Konstruktionszeichnungen, FE- und andere Modellrechnungen: 15 X 2 h = 30 h 2 SWS Literaturrecherche und Selbststudium: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Vorbereitung Zwischen- und Abschlusspräsentation: 15 x 2 h = 30 h Summe: 180 h Gesamtaufwand über ein Semester: 180 h. Dem entsprechen 6 Leistungspunkte.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Bewertung der durchgeführten Arbeiten: Entwicklung, Aufbau und Funktion des Aktor- / Sensorsystems, der Schlussdokumentation sowie der Abschlusspräsentation.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Einteilung in Gruppen, maximale Zahl der Teilnehmer(innen) pro Gruppe: 4

11. Anmeldeformalitäten Verbindliche Anmeldung bei Prof. Dr. Heinz Lehr per e-mail bis zur ersten Semesterwoche: [email protected] Anmeldung des Moduls beim Prüfungsamt in den ersten vier Semesterwochen durch Ausstellung einer Prüfungsmeldung.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

337

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt Reibungsphysik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Dr.-Ing. Jasminka Starcevic

Sekreteriat: C8-4

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Teilnehmer erhalten einen grundlegenden Einblick in die Vorgehensweise bei der Lösung experimenteller tribologischer Probleme. Sie lernen, verschiedene Messverfahren bei statischen und dynamischen Problemen in der Tribology anzuwenden und Resultate zu präsentieren.

Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20%
Sozialkompetenz:

12. Literaturhinweise 13. Sonstiges Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:

ja
nein Ausgabe vor Ort in unregelmäßiger Folge, kostenlos
ja nein

Literatur: Roddeck, W., Einführung in die Mechatronik, 3. Auflage, Vieweg + Teubner Verlag, 2006, ISBN 3-83510071-8 Isermann, R., Mechatronische Systeme, Grundlagen, Springer Verlag, 1999, ISBN 3-540-64725-2 Bolton, W., Mechatronics, electronic control systems in mechanical and electrical engineering, Pearson, 2008, ISBN 978-0-13-240763-2

2. Inhalte - Messung des Reibungskoeffizienten bei verschiedenen Reibpaarungen: mit dem Stift-Scheibetribometer, unter dem Einfluß des Ultraschalls, Haftreibung als Funktion der Zeit - Oberflächenuntersuchungen mit dem Weißlicht-Interferometer und dem 3D - Mikroskop - Messung des Schlupfes - Messung der G-Module von Gummi - Verschleißmessungen - Berechnungsmethoden: Dimensionsreduktion, Randelementenmethode

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Reibungsphysik

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen In dem Projekt werden anhand vorgegebener Aufgaben Beispiele aus der Reibungsphysik im Labor messtechnisch erfasst. Nach der Vorstellung der theoretischen Grundlagen lernen die Teilnehmer die erforderliche Messtechnik kennen und üben den Umgang mit dieser. Anschließend nehmen sie die Auswertung der Ergebnisse vor und präsentieren diese.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: abgeschlossene Mechanik- Grundvorlesung (Statik, Elastostatik, Kinematik und Dynamik) b) wünschenswert: Kenntnisse, die im Modul "Kontaktmechanik und Reibungsphysik" vermittelt werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

338

6. Verwendbarkeit Das Modul ist geeignet für ingenieurwissenschftliche Studiengänge: Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Informationstechnik im Maschinenwesen, Werkstoffwissenschaften.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS IV (Präsenz) 15*) x 4 h ==> 60 h Ausarbeitung der Messprotokolle 15 x 4 h ==> 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h ==> 60 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten. *) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls Ausarbeitung von Messberichten als Voraussetzung für eine Mündliche Prüfung.

9. Dauer des Moduls Das Modul wird in einem Semester abgeschlossen.

10. Teilnehmer(innen)zahl 12

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Beginn der Vorlesungszeit

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja


nein

Literatur: 1. Popov, Valentin. Kontaktmechanik und Reibung, Springer 2009 2. Persson, Bo N.J.. Sliding Friction. Physical Principles and Applications. Springer, 1998, 2002. 3. Rabinowicz, Ernest. Friction and Wear of Materials.

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

339

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt Strukturdynamik

6

Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Dr.-Ing. Manfred W. Zehn

Sekreteriat: C8-3

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Es werden in diesem Projekt durch die eigenständige Arbeit der Studenten wichtige Kenntnisse und Fertigkeiten zur Modellierung, Analyse und Simulation des dynamischen Verhaltens komplexer, technischer Strukturen mit Simulationsmethoden (MKS, FEM) im Zeit- und Frequenzbereich unter Einschluss von modernen experimentellen Methoden vertieft und vor allem der Umgang mit modernsten Tools für die sichere und optimale Auslegung von Erzeugnissen vermittelt. Ein wesentlicher Bestandteil des Projekts ist die sinnvolle und effiziente Modellierung von Bauteilen und deren Validierung. Das Erreichen der Zielstellung erfordert die aktive Teilnahme der Studenten, die alle Untersuchungen selbst durchführen müssen. Dafür werden an Gruppen von 3 bis 4 Studenten Aufgaben zur strukturdynamischen Untersuchung realer technischer Strukturen ausgegeben, die sie selbständig bearbeiten, dokumentieren und die Ergebnisse im Kreise der anderen Projektteilnehmer in Vorträgen darstellen müssen. Zur Bearbeitung stehen die Einrichtungen des FG Strukturmechanik und Strukturberechnung (Software, Messtechnik und Versuchseinrichtungen) und die fachliche Anleitung durch erfahrene Mitarbeiter des FG zur Verfügung. Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Zunächst werden die Grundlagen der Modalanalyse kurz wiederholt sowie deren grundlegenden Eigenschaften an einfachen Beispielen demonstriert. Weiterhin wird eine kurze Einführung in das Shellbasierte Arbeiten mit ABAQUS und in die zu verwendene Messtechnik gegeben. Kern dieses Projekts ist die selbsständige Durchführung einer experimentellen Modlanalyse an einem realen Bauteil, der Aufbau eines entsprechenden FE-Modells sowie der Abgleich zwischen experimentellen und numerischen Daten. Hierbei soll auf folgende Punkte detaillierter eingegangen werden: - Besonderheiten der Modellierung für verschiedenen Aufgabentypen, Modellreduktion und Modellvalidierung - Generierung flexibler Mehrkörper - explizite sowie implizite Zeitintegration (Stoß, Crash etc.) - Ergebnisbewertung und Weiterverwendung von Berechnungsergebnissen, Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt Strukturdynamik

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen selbstständige Projektarbeit

5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) Mechanik I und II b) wünschenswert Strukturdynamik VL c) Einführung in die FEM

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist für alle Master-Studenten ingenieurtechnischer Grundlagen- und konstruktiver Studiengänge eine wichtige Ergänzung ihres Studiums. Insbesondere ist es empfohlen für folgende Studienrichtungen: Physikalische Ingenieurswissenschaften, Verkehrswesen, Maschinenbau, konstruktives Bauwesen.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

340

8. Prüfung und Benotung des Moduls mündliche Prüfung

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzzeit: 15 x 4 h = 60 h Projektarbeit: 15 x 4 h = 60 h Prüfungsvorbereitung: 60 h

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl offen

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung: 14 Tage vor Semesterbeginn per Email

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: R.R. Craig, A.J. Kurdila: Fundamentals of Structural Dynamics. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc., 2006. K. Schwertassek, O. Wallrapp: Dynamik flexibler Mehrkörpersysteme. Vieweg & Sohn. 1999

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

341

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Projekt zur finiten Elementmethode Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. W. H. Müller

6 Sekreteriat: MS 2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Bedienung eines kommerziellen FE-Programms Lösung eines komplexen Festigkeitsproblems IT-orientiertes Schreiben ingenieurtechnischer Berichte Teamfäfigkeit bei der Lösung ingenieurtechnischer Probleme Präsentations- und Vortragsfähigkeit ingenieurtechnischer Fragestellungen Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Vorbereitende Vorlesung: Einführung in die Festigkeitsanalyse mikroelektronischer Bauteile, Surface Mount Technology (SMT), Grundlagen der Mechanik elastisch-plastisch deformierbarer Körper, Einführung in die Bedienung des kommerziellen FE-Programms ABAQUS Gruppenarbeit: Erstellung von FE-Netzen für ein vorzugebendes Festigkeitsproblem aus dem Bereich SMT Generierung eines Inputfiles, Zusammenstellen notwendiger Materialparameter durch Literaturrecherche Ordnungsgemäßes Schreiben wissenschaftlich-technischer Berichte Erstellen einer Präsentation auf Basis der Gruppenarbeit Freier Vortrag über die erzielten Resultate im Rahmen des Seminarteils

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Projekt zur finiten Elementmethode

LV-Art PJ

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Veranstaltung bestehend aus vorbereitenden Vorlesungen (5 Wochen), "Hands-On"-Bearbeitung eines individuellen Festigkeitsproblems am Rechner in Kleinstgruppen (max. 5 Personen, 6 Wochen), Erstellung eines Gruppenberichts (MS-Word/Excel, 2 Wochen), Abschlußpräsentation und Diskussion (MS-Powerpoint, 2 Wochen)

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Obligatorisch: Kenntnisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik (Mechanik I + II) Wünschenswert: Kenntnisse in FE-Grundlagen

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Verkehrswesen, PI, Bauingenieure, Physik, Werkstoffwissenschaften

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h integrierte VL + 8 h Nacharbeitung pro Woche = 15 x 12 h = 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung nach Vereinbarung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

342

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung erfolgt in der ersten Veranstaltung anhand einer Teilnehmerliste

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden:
ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja
nein Wenn ja, Internetseite angeben: http://www.vm.tuberlin.de/institut_fuer_mechanik/fachgebiet_kontinuumsmechanik_und_materialtheorie/menue/studium_u nd_lehre/lehrangebot/projekt_zur_finiten_elementmethode/ Literatur: Verschiedene Veröffentlichungen sind ebenfalls auf der Internetseite abrufbar

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

343

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Windenergie - Projekt/Vertiefung Verantwortliche/-r des Moduls: Prof. Thamsen /Lehrbeauftragter Dipl.- Ing. J. Liersch

6 Sekreteriat: K2

E-Mail: [email protected]

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Die Studierenden: - besitzen vertiefte Kenntnisse der im Modul "Windenergie - Grundlagen" vermittelten Fach-, Methodenund Systemkompetenzen, - können das gelernte Wissen anhand eines praxisnahen Projekts zu aktuellen Themen, wie z.B. Windparkplanung, Offshore- Projekte, Kleinwindenergieanlagen im urbanen Raum, Repowering oder Windpumpensysteme anwenden, - sind zur eigenständigen, praxisnahen Gruppenarbeit befähigt, - besitzen die Fähigkeit zur Forschung und zur Innovation, - können Arbeitsergebnisse nachvollziehbar und ansprechend darstellen.

Fachkompetenz: 30% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 25% Sozialkompetenz: 20%

2. Inhalte Projektvorstellung / Standort und Rahmenbedingungen, Projektziel Standortbeurteilung Rotor-Kennfeldberechnung unter Berücksichtigung von Verlusten und dynamischen Vorgängen Vertiefung Regelungstechnische Konzepte Vertiefung Statik und Dynamik Auslegung von Komponenten und/oder Auswahl von Zulieferkomponenten Vertiefung Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Methodisches zur erfolgreichen Gruppenarbeit Zwischen- und Abschlusspräsentationen mit inhaltlichem und rhetorischem Feedback Gastvorträge, Rücksprache zum abgegebenen Projektbericht

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Windenergie - Projekt/Vertiefung

LV-Art IV

LP 6

SWS 4

P/W/WP P

Semester Sommer

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vertiefung der Theorie von "Windenergie - Grundlagen", projektbezogene Praxisbeispielen, kontinuierliche begleitende Betreuung der Kleingruppen mit Diskussion der Arbeitspakete und Meilensteine, selbständige Gruppenarbeit inkl. Literaturbeschaffung und Kontaktaufnahme zu Firmen / Ingenieurbüros, projektbezogene Präsentationen der Kleingruppen, Gastvorträge und Exkursion.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Die Teilnahme an "Windenergie - Projekt/Vertiefung" setzt die erfolgreiche Teilnahme an "Windenergie Grundlagen" voraus. Wichtige Voraussetzungen: Mathematik, Mechanik, Energie-, Impuls- und Stofftransport oder Strömungslehre wünschenswert: Konstruktionslehre, Physik

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Verkehrswesen, Maschinenbau, Physikalische Ingenieurwissenschaft, Energietechnik, Verfahrenstechnik, Technischer Umweltschutz, Wirtschaftsingenieurwesen, Master Regenerative Energiesysteme, u.a.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

344

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Leistung: Zwischen- und Endpräsentationen und Projektbericht 15 Wochen x 3 Stunden Präsenzzeit Vorlesung 45 Stunden 15 Wochen x 1 Stunde Präsenzzeit Gruppenbetreuung 15 Stunden Selbständige Gruppenarbeit 60 Stunden Vorbereitung der Präsentationen 30 Stunden Erstellung Projektbericht 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 11. Anmeldeformalitäten Die Teilnahme an der Prüfung ist nur bei erfolgreicher Teilnahme an Windenergie - Grundlagen möglich, zuvor ist außerdem eine Anmeldung über QISPOS bzw. im Prüfungsamt erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein

ja
nein https://www.isis.tu-berlin.de/

Literatur: siehe VL-Skript

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

345

Titel des Moduls:

Leistungspunkte nach ECTS:

Masterarbeit - Physikalische Ingenieurwissenschaft Verantwortliche/-r des Moduls: Alle Modulverantwortlichen

18

Sekreteriat: --

E-Mail: --

Modulbeschreibung 1. Qualifikation Mit der Abschlussarbeit (Masterarbeit) hat die Absolventin/ der Absolvent gezeigt, dass sie/ er in der Lage ist, innerhalb einer vorgegebenen Frist ein Problem aus dem Studiengang selbständig nach wissenschaftlichen Methoden zu bearbeiten. In der Arbeit sind im Studium erworbene Kompetenzen der Absolventin/ des Absolventen erkennbar angewendet worden. Dabei handelt es sich um Fach-, Methoden-, Forschungs- und Entwicklungskompetenzen sowie die Befähigung zur wissenschaftlichen Dokumentation.
Fachkompetenz:
Methodenkompetenz:
Systemkompetenz:
Sozialkompetenz:

2. Inhalte Die konkreten Inhalte der Masterarbeit hängen von der jeweiligen Aufgabenstellung durch den Betreuer / die Betreuerin ab Das Thema soll in einem sachlichen Zusammenhang zu einem gewählten Module stehen.

3. Lehrveranstaltungen Lehrveranstaltung Masterarbeit

LV-Art

LP 18

SWS 0

P/W/WP P

Semester Jedes

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Abschlussarbeit des Masterstudiengangs ist eine selbständig zu erstellende schriftliche Arbeit. Sie kann nach Entscheidung durch den Prüfungsausschuss auch in Form einer Gruppenarbeit durchgeführt werden. Die Präsentation der Ergebnisse der Masterarbeit im Rahmen eines Kolloquiums können Bestandteil der Arbeit sein, die Vorbereitungszeit für den Vortrag ist in diesem Fall bei der Bemessung der Workload für den schriftlichen Teil der Arbeit zu berücksichtigen.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Zulassung zur Masterprüfung

6. Verwendbarkeit Abschluss des Masterstudiengangs Physikalische Ingenieurwissenschaft

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Bearbeitung der Masterarbeit, ggf. einschließlich der Vorbereitung eines Vortrags über die Arbeit im Rahmen eines Kolloquiums. 540 Stunden

8. Prüfung und Benotung des Moduls Die Benotung der Masterarbeit erfolgt nach den gleichen Prinzipien wie die Bewertung von Modulprüfungen, vgl. §11 der Ordnung zur Regelung des allgemeinen Prüfungsverfahrens in Bachelorund Masterstudiengängen (AllgPO)

9. Dauer des Moduls Kann in einem Semester abgeschlossen werden; die Bearbeitungsfrist für die Masterarbeit beträgt vier Monate.

10. Teilnehmer(innen)zahl -Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

346

11. Anmeldeformalitäten Die Abschlussarbeit ist beim Referat Prüfungen zu beantragen. Nach Rücksprache mit der Kandidatin/ dem Kandidaten schickt der Betreuer / die Betreuerin die Aufgabenstellung an das Referat Prüfungen, das das Thema ausgibt und das Abgabedatum aktenkundig macht.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Skripte in elektronischer Form vorhanden: Wenn ja, Internetseite angeben:


ja

nein


ja

nein

Literatur: --

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft

SoSe 2012

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