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Lehrveranstaltungen

Liste aller Lehrveranstaltungen:

Neben den Grundlagenvorlesungen „Thermodynamik 1“ und „Thermodynamik 2“ bietet das Institut für Thermodynamik wechselseitig im Sommer- und Wintersemester eine Vielzahl von Lehrveranstaltungen an.  Hier  finden Sie das Vorlesungsverzeichnung für das Sommersemester 2025.

Inhalte und Ansprechpersonen der Lehrveranstaltungen:

Thermodynamik 1

Thermodynamik 1 (2VL/ 1Ü/ 1S) (Bachelor)

Ansprechperson: Herr Dipl.-Ing. Martin Buchholz

Inhalte:

  • Grundbegriffe der Thermodynamik
  • Bilanzen und Erhaltungssätze
  • Thermodynamische Relationen
  • Fundamentalgleichungen und Zustandsgleichungen
  • Grundlegende thermodynamische Zustandsänderungen und Prozesse
  • Gleichgewichtsbedingungen
  • Arbeitsvermögen und Exergie
  • Ideales Gas
  • Reale Stoffe
Thermodynamik 2

Thermodynamik 2 (2VL/ 2Ü/ 1S) (Bachelor)

Ansprechperson: Herr Dipl.-Ing. Martin Buchholz

Inhalt:

  • Thermodynamische Prozesse
  • Feuchte Luft
  • Wärmeübertrager
  • Eindimensionale stationäre Wärmeleitung
  • Mehrdimensionale instationäre Wärmeleitung
  • Konvektive Wärmeübertragung ohne Phasenwechsel
  • Konvektive Wärmeübertragung mit Phasenwechsel
  • Wärmestrahlung
  • Strahlung schwarzer Körper
  • Strahlungseigenschaften realer Körper
  • Strahlungsaustausch
Thermodynamik der Gemische

Thermodynamik der Gemische (2VL/ 2Ü) (Master)

Ansprechperson: Frau Prof. Dr.-Ing. Gabriele Raabe

Inhalt:

  • Einführung in die Thermodynamik der Gemische: Grundbegriffe, Gemische idealer Gase und Gas-Dampf-Gemische (Feuchte Luft)
  • Fundamental­gleichung von Gemischen und das chemische Potential
  • Der erste Hauptsatz für Systeme mit veränderlicher Stoffmenge
  • Zustandsgleichungen, Eulersche Gleichung und die Gleichung von Gibbs-Duhem
  • Gibbssche Phasenregel und Phasendiagramme
  • Thermodynamische Potentiale und Zustandsgrößen realer Gemische
  • Phasenzerfall und Phasengleichgewichte: Gleichgewichtsbedingungen, Berechnung von Phasen­gleichgewichten, Konsistenzkriterien, Differentialgleichungen der Phasen­grenz­kurven
  • Thermodynamik der chemischen Reaktionen, inkl. Verbrennung und Brennstoffzelle
Objektorientierte Simulationsmethoden in der Thermo- und Fluiddynamik

Objektorientierte Simulationsmethoden in der Thermo- und Fluiddynamik (2VL/ 2Ü) (Master)

Ansprechperson: Herr M.Sc. Andreas Schulte

Inhalt:

  • Grundlagen der objektorientierten algorithmischen Formulierung hybrider Algebro-Differenzialgleichungssysteme (hybride ADGL-Systemen) und entsprechender  Lösungsverfahren zur Beschreibung thermischer und fluidtechnischer Systeme
  • Theorie, Implementierung und Anwendung nummerischer Lösungsverfahren und mathematischer Analysewerkzeuge; Einführung in Werkzeuge für den Regler-Entwurf
  • Aufbau einer Grafischen Oberfläche mit der Qt Bibliothek, sowie Einführung in weitere Bibliotheken
  • Praktische Beispiele: thermische Solaranlage, Postprocessing und FMI-Standard
  • Mit dem Abschlussprojekt und in der Abschlussprüfung zeigen die Teilnehmer, dass Sie eigenständig Modelle und Lösungsverfahren programmieren mit anschließendem Postprocessing umsetzen können
Molekulare Simulation

Molekulare Simulation (2VL/ 2Ü) (Master)

Ansprechperson: Frau Prof. Dr.-Ing. Gabriele Raabe

Inhalt:

  • Grundlagen aus der statistischen Thermodynamik: Begriff des Ensembles, Zustands­summen, Zustandssumme des idealen Gases, Maxwell-Boltzmann-Geschwindig­keits­ver­teilung
  • Monte Carlo Simulation: Important Sampling, Simulation in verschiedenen Ensemblen, spezielle Algorithmen zur Simulation von Phasengleichgewichten, Biased Sampling 
  • Molekulardynamik: Finite Differenzen Methoden, Bestimmung von Stoffeigenschaften, Simulation in verschiedenen Ensembles, Thermostate und Barostate, Simulation von Molekülen
  • Modelle zur Beschreibung der Wechselwirkungsenergie: Arten der intra- und inter­molekularen Wechselwirkungen und ihre Modellierungsansätze, verschiedene Arten von Kraftfeldmodellen
  • Simulationstechniken: Initialisierung einer Simulation, periodische Randbedingungen, Nachbarlisten, Ewaldsumme, Übungen mit Simulationsprogrammen
Labor zur Vorlesung Molekulare Simulation

Labor zur Vorlesung Molekulare Simulation (2L) (Master)

Ansprechperson: Frau Prof. Dr.-Ing. Gabriele Raabe

Inhalt:

Eigenständige Durchführung von Simulationen unter Verwendung von weit verbreiteten Simulationsprogrammen; Implementierung der molekularen Modelle, Ausarbeitung von Simulationsprotokollen, Initialisierung und Durchführung der Simulation, Analyse und Interpretation der Simulationsergebnisse.

Molecular Simulation of BioChemical Systemes (für Bio- und Chemieingenieurwesen und Pharmaingenieurwesen)

Molecular Simulation of BioChemical Systeme (für Bio- und Chemieingenieurwesen und Pharmaingenieurwesen) (2VL/ 1Ü) (Master)

Ansprechperson: Frau Prof. Dr.-Ing. Gabriele Raabe

Content:

  • Statistical thermodynamics
  • Molecular dynamics
  • Molecular modelling
  • Simulation techniques
  • Free energy methods

Teaching Concept:

  • Flipped Classroom with Courseware in Stud.IP for self-study
  • Block events on simulation studies in international groups with students from US, Brazil and Tanzania
Nachhaltige (Ab-)Wärmenutzung

Nachhaltige (Ab-)Wärmenutzung (2VL/ 1Ü) (Master)

Ansprechperson: Herr Dr.-Ing. Nicholas Lemke

Inhalt:

  • Grundlagen technischer Thermodynamik: Bilanzierung, Prozessgrößen, Exergie, Kreisprozesse, Wärmeübertragung
  • Einordnung unterschiedlicher Abwärmequellen: Industrie, Verkehr, natürliche Quellen
  • Wärmedämmung, -Speicherung und -Transport: sensible, latente & thermo-chemische Wärmespeicher, Fernwärme, Heat Pipes
  • Prozesse und Verfahren zur Wärmenutzung: Wärmepumpen, Organic Rankine Cycle, Kalina-Prozess, Stirling-Prozess, Joule-Prozess, Thermoelektrik, Absorptions- & Adsorptionskälteanlage, sorptionsgestützte Klimatisierung
  • Systeme und Betriebsstrategien: Exergetische Analyse & Optimierung
Modellierung thermischer Systeme in Modelica

Modellierung thermischer Systeme in Modelica (2VL/ 1Ü) (Master)

Anmeldung:  Herr Dr.-Ing. Wilhelm Tegethoff

Ansprechperson: Herr M.Sc. Hamidreza Hassani

Inhalt:

  • Objektorientierte und gleichungsbasierte Formulierung von hybriden Algebro-Differenzialgleichungssystemen (hybride ADGL-Systemen) zur Beschreibung physikalischer Systeme mit Hilfe der Simulationssprache Modelica  (www.modelica.org)
  • Nummerische Lösungsverfahren: DGL-Integration, Residuen-Iteration, Ereignisdetektion
  • Praktische Beispiele am Computer: Aufbau eigener objektorientierter Modell­bibliotheken, Beschreibung von physikalischen Bilanzen und Transportprozessen unter Einbindung existierender Stoffdaten-Bibliotheken, stationäre und transiente Modellierung verschiedener thermischer Komponenten und Systeme
  • Mit dem Abschlussprojekt und in der Abschlussprüfung zeigen die Teilnehmer, dass Sie eigenständig eine objektorientierte, gleichungsbasierte Modellbibliothek erstellen können und die erforderlichen nummerischen Lösungsverfahren verstehen
Fahrzeugklimatisierung

Fahrzeugklimatisierung (2VL/ 1Ü) (Master)

Ansprechperson: Herr Dr.-Ing. Nicholas Lemke, Herr M.Sc. Jakob Trägner

Inhalt:

  • Theoretische Grundlagen der Fahrzeugklimatisierung (thermischer Komfort, Heiz- und Kälte­leistung)
  • Fahrzeugklimatisierung als relevante Komponente in der E-Mobilität
  • Praktische Umsetzung und Anwendung in aktuellen Beispielen
  • Komponenten der Fahrzeugklimaanlage
  • Auslegung des Kältemittelkreislaufs und des Kälteprozesses
  • Aktuelle Fragestellungen des thermischen Fahrzeugmanagements (Batterieelektrische Fahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge, Temperierung von Komponenten, z.B. Leistungselektronik, Antriebsmotoren oder weitere periphere Systeme)
  • Diskussion von aktuellen Kälteprozessen und zukünftigen Alternativen
  • Klimatisierung von Flugzeugen und Schiffen
Labor zur Vorlesung Fahrzeugklimatisierung

Labor zur Vorlesung Fahrzeugklimatisierung (2L) (Master)

Ansprechperson: Herr M.Sc. Jakob Trägner

Inhalt:

Das Institut bietet zur Vorlesung ein Laborpraktikum mit 3 Versuchen an:

  • Betrieb einer PKW-Klimaanlage
  • Demonstration des kritischen Punktes reiner Stoffe
  • Untersuchung eines Kaltdampfprozesses
Labor zum interdisziplinären Forschungsmodul Batterie

Interdisziplinäres Forschungsmodul Batterie (Master)

Ansprechperson: Herr M.Sc. Jan Friedrich Hellmuth

Inhalte:

  • Elektrische und thermische Modellierung von Batteriezellen und -modulen auf Systemebene in der Modellierungs-sprache Modelica
  • Untersuchung und Bewertung verschiedener Kühlstrategien für den Einsatz in elektrifizierten Fahrzeugen
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