TU BRAUNSCHWEIG

Lehrziele und -inhalte der Bachelorvorlesungen

 

Vorlesung Hydromechanik

Lehrziele:  

In Hydromechanik werden die Grundgesetze und Konzepte der Mechanik des "trockenen" Wassers, d.h. ohne Viskosität, sowie deren praktische Implikationen für die wichtigsten Aufgaben des Bauingenieurs vermittelt.
In der Hydrostatik steht das Verständnis des Grundgesetzes unter Berücksichtigung der Erd- und anderer Beschleunigungen im Vordergrund. Danach werden die Studierenden in die Lage versetzt, die Implikation des Grundgesetzes und seine Anwendungen für die Berechnung der hydrostatischen Kräfte auf angrenzenden Flächen beliebiger Form, für den Nachweis der Schwimmfähigkeit und -stabilität von Körpern, für die Bestimmung der Niveauflächen etc. einzusetzen.
In der Hydrodynamik steht die Vermittlung der Erhaltungssätze von Masse, Energie und Impuls für "trockenes" Wasser sowie deren kombinierte Anwendung zur Lösung komplexer Strömungsprobleme im Vordergrund.

Später wird die Viskosität anhand des Fluidreibungsgesetzes von Newton definiert. Die dramatischen Implikationen der Viskosität auf die Strömung werden dann so demonstriert, dass die Studierenden in die Lage versetzt werden, stets zwischen der Welt des "trockenen" und der Welt des "nassen" Wassers zu unterscheiden und die Bedeutung des Grenzschichtkonzepts von Prandtl als Goldene Brücke zwischen den beiden Welten zu erfassen. Die Komplexität der reibungsbehafteten und die Grenzen theoretischer Beschreibungen werden am Beispiel von laminarer Druckströmung im Kreisrohr und im Boden sowie am Beispiel turbulenter Druckrohr- und Freispiegelströmungen aufgezeigt.

 

Lehrinhalte:  

  • Aufgaben der Hydromechanik und mechanische Eigenschaften des Wassers
  • Hydrostatik
  • Einführung in die Hydrodynamik
  • Kontinuitätsgleichung
  • Einführung in die Potentialströmung
  • Energie- und Impulssatz
  • kombinierte Anwendungen der Erhaltungssätze
  • Theorie der kritischen Wassertiefe
  • Schwall- und Sunkwellen
  • Borda-Stoßverlust und Wechselsprung
  • Einführung in die realen Flüssigkeiten
  • Fluidreibungsgesetz von NEWTON
  • laminare und turbulente Strömungen
  • Grenzschichtkonzept von PRANDTL
  • laminare Strömung im Kreisrohr und im Boden
  • turbulente Strömung im Kreisrohr und im Freispiegelgerinne

 



 

Stundenplan Hydromechanik - WS 2017/18

Der Stundenplan zum Wintersemester 2017/18 kann als PDF-Datei hier heruntergeladen werden.

 

 

 

Klausurvorleistung für Hydromechanik (Hausübungen)

Für die Teilnahme an der Klausur Hydromechanik des Bachelorstudiums sind je nach Prüfungsordnung (bitte im entsprechenden Modulhandbuch nachlesen) Klausurvorleistungen in Form von 4 Hausübungen zu erbringen.
In diesen Hausübungen werden die in den Vorlesungen und Übungen behandelten Themen noch einmal vertieft und sie stellen somit eine gute Möglichkeit für die Nachbereitung des Vorlesungsstoffes und die Vorbereitung auf die Prüfungen dar.

Hausübungen können jederzeit - auch während des laufenden Semesters - bearbeitet und abgegeben werden. Nicht anerkannte Hausübungen müssen korrigiert und erneut abgegeben werden. Anerkannt werden die Hausübungen, wenn alle Ergebnisse korrekt sind. Anerkannte Hausübungen behalten auch bei späterer Klausurteilnahme ihre Gültigkeit.

Die Hausübungen können im Leichtweiß-Institut für Wasserbau, Beethovenstraße 51a, in der Abteilung Hydromechanik und Küsteningenieurwesen im 4. Stock abgegeben werden. Neben dem Raum 404c stehen entsprechend gekennzeichnete Fächer für die Abgabe und Rückgabe der Hausübungen. Das Gebäude ist wochentags zwischen 08:00 und 16:30 Uhr geöffnet.

Achtung:  

Für die Zulassung zur Bachelorklausur im SS 2017 müssen die Hausübungen 1, 4, 5 und 6 bis spätestens 21.07.2017 um 12:00 Uhr anerkannt sein.

Später abgegebene Hausübungen oder Korrekturen werden NICHT berücksichtigt.

Die Aufgabenstellungen der Hausübungen 1 - 5 (Hydromechanik I) und 6 - 8 (Hydromechanik II) sind als pdf-Datei erhältlich:

Hausübungen Hydromechanik

Hausübungen 1-8

 

 

Unterlagen zu den Vorlesungen und Übungen in Hydromechanik

Zu den Vorlesungen und Übungen in Hydromechanik sind folgende Unterlagen erhältlich:

  • Vorlesungsskript Hydromechanik (ca. 4 MB) (297 S., erhältlich hier als pdf-Datei)
  • Formelsammlung für Hydromechanik I und II Die Formelsammlung stellt die wesentlichen in den Vorlesungen und Übungen verwendeten Formeln zusammen. Sie ersetzt weder das Lernen und das Verstehen der Zusammenhänge, noch erhebt sie Anspruch auf Vollständigkeit. Die Formelsammlung darf in der Klausur NICHT verwendet werden!
  • Weiterführendes Schrifttum:
    • Bear, J. (1972): Dynamics of fluids in porous media. American Elsevier. New York, London, Amsterdam.
    • Bollrich, G. et al. (1989): Technische Hydromechanik (Teil 2). VEB VErlag für Bauwesen. Berlin.
    • Busch, K.F.; Luckner, L. (1972): Geohydraulik. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. Leipzig.
    • Chow, V.T.. (1959) Open Channel Hydraulics. Mc Graw Hill. New York.
    • Bollrich, G. et al. (1989): Technische Hydromechanik (Teil 2). VEB Verlag für Bauwesen. Berlin.
    • Einstein, A. (1955) The FLETTNER ship. Essays in Science, Philosophical Library,New York, S. 92 - 97.
    • Engelund, F. (1953) On the laminar and turbulent flow of groundwater through homogeneous sand. Transactions Danish Academy of Technical Sciences, No.3.
    • Forchheimer, Ph. (1 930) Hydraulik. Teubner Verlag, Berlin/Leipzig.
    • Hagen, G (1839) Über die Bewegung des Wassers in engen zylindrischen Rohren. Annalen der Physik, Bd. 16.
    • Naudascher, E. (1992) Hydraulik der Gerinne und Gerinnebauwerke. Springer Verlag, Wien/New York.
    • Prandtl, L. (1956) Strömungslehre. Verlag Vieweg & Sohn, Braunschweig.
    • Prandtl, L. (1969) Führer durch die Strömungslehre. 7. Auflage. Verlag Vieweg & Sohn, Braunschweig.
    • Preissler, G.; Bollrich, G. (1992) Technische Hydromechanik 1. VEB Verlag für Bauwesen, Berlin.
    • Press, H.; Schröder, R. (1966) Hydromechanik im Wasserbau. Verlag Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin.
    • Richter, H. (1971) Rohrhydraulik - Ein Handbuch zur praktischen Strömungsberechnung. 5. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg.
    • Rotta, J. (1972) Turbulente Strömungen - Eine Einführung in die Theorie und ihre Anwendung. B. G. Teubner Verlag, Stuttgart.
    • Schlichting, H. (1958) Grenzschichttheorie. Verlag G. Braun, Karlsruhe.
    • Schröder, R. (1994) Technische Hydraulik. Springer Verlag. Berlin.
    • Vennard, J.K.; Street, R.L. (1976) Elementary fluid mechanics. 5th Edition. John Wiley & Sons, Inc., New York.
    • Vischer, D.; Huber, A. (1978) Wasserbau. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg.
    • White, F.M. (1979) Fluid Mechanics. Mc Graw Hill. New York.

 

 
Die Inhalte der Klausur Hydromechanik werden nach der neuen Prüfungsordnung in der Klausur Hydromechanik (120 Minuten) geprüft. Alle weiteren Informationen sind in StudIP zu finden.


  aktualisiert am 27.08.2018
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