Kontinuumsmechanik und Strömungen nicht-Newtonscher Fluide (22962)

  • Typ: Vorlesung (V)
  • Lehrstuhl: Angewandte Mechanik
  • Semester: WS 21/22
  • Ort:

    Geb. 50.31, Raum 210 (2. OG)

  • Zeit:

    Di 19.10.2021 - 08.02.2022
    12:00 - 13:30 Uhr wöchentlich
    50.31 Raum 210
    50.31 Bauingenieure, Kollegiengebäude III




  • Beginn: 19.10.2021
  • Dozent: Dr.-Ing. Bernhard Hochstein
  • SWS: 2
  • LVNr.: 22962
  • Hinweis:

    Findet in Präsenz statt.

    Informationen zum Ablauf dieser Veranstaltung im WS 21/22 finden sich im ILIAS.

 

Inhalt

1. Einleitung
    Ziel u. Inhalt der Vorlesung,
    Nicht-newtonsches Materialverhalten,
    Einfache Beispiele von Strömungen nicht-newtonscher Fluide.

2. Kinematische Konzepte

    Beschreibung einer Strömung
       - Kartesische Koordinaten; Zylinderkoordinaten; Kugelkoordinaten
       - Materieller Punkt
       - Lagrangesche Betrachtungsweise
       - Eulersche Betrachtungsweise
       - Strom-, Bahn- u. Streichlinie
       - Lokale Relativkinematik
             - Geschwindigkeitsgradient
             - Dreh- und Verzerrungsgeschwindigkeit
             - Relativer Deformationsgradient
       - Eigenschaften von Strömungen
       - Materielle Zeitableitung
            - eines Skalars und eines Vektors
            - Beschleunigungsvektor

   Inkompressible Strömungen
       - Schichtenströmungen
            - Poiseuille-Strömung
            - Axiale Ringspalt-Strömung
            - Couette-Strömung
            - Torsions-Strömungen
       -  Dehnströmungen
            - Planare Dehnströmung
            - Uniaxiale Dehnströmung
            - Äquibiaxiale Dehnströmung

3. Kontinuumsmechanik
    - Kräfte: - Massenkraft/Volumenkraft
                  - Spannungsvektor, Druck- und Extraspannungen
                  - Thermodynamischer Druck
    - Integrale Bilanzgleichungen
                  - Masse-
                  - Energie-
                  - Impulsbilanz
    - Differenzielle Form der Bilanzgleichungen
                  - Kontinuitätsgleichung (Massebilanz)
                  - Energiebilanz
                  - Bewegungsgleichung (Impulsbilanz)
    - Konzept des „Einfachen Fluids“

4. (Phenomenologische) Materialtheorie
    - Viskositätsfunktion
    - Normalspannungsdifferenzen
    - Gedächtniseffekte
    - Dehnviskositäten

5. Strömungen, die durch die Fließfunktion kontrolliert werden.
    - Rohrströmung
    - Ebene Schlepp-Druck-Strömung
    - Schraubenströmung (Schneckenextruder)
    - Dünne Schichten, Schmierfilme

6. Strömungen, die durch die Normalspannungsdifferenzen beeinflusst werden.
    - Weissenberg-Effekt
    - Strangaufweitung
    - Normalspannungseffekte an suspendierten Partikeln

7. Dehnströmungen
    - Ziehen eines Fadens (CaBER)
    - Dehnen einer Lamelle
    - Gasblase mit zeitabhängigen Radien (Pulsierende Blase)

8. Strömungen durch Packungen