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«Master Physikalische Ingenieurwissenschaft 1. Mathematische Methoden (18 LP) Analysis III für Ingenieure - Seite 1 Grundlagen der Kontinuumstheorie ...»

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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

–  –  –

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.

–  –  –

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.

–  –  –

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

–  –  –

Literatur:

siehe Lernumgebung

13. Sonstiges Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft 241

Titel des Moduls: Leistungspunkte nach ECTS:

Energie-, Impuls- und Stofftransport A-I 7

Verantwortliche/-r des Moduls: Sekreteriat: E-Mail:

Prof. Dr.-Ing F. Ziegler KT 2 felix.ziegler@tu-berlin.de 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.

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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

–  –  –

8. Prüfung und Benotung des Moduls Es findet eine zweistündige Schriftliche Prüfung am Ende eines Semesters statt.





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: ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Buchhandel / UB-Lehrbuchsammlung Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein

Wenn ja, Internetseite angeben:

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.

Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft 243

Titel des Moduls: Leistungspunkte nach ECTS:

Grundlagen der Sicherheitstechnik 4

Verantwortliche/-r des Moduls: Sekreteriat: E-Mail:

Prof. Dr.-Ing. J. Steinbach TK0-1 info_ast@tu-berlin.de 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.

–  –  –

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.

–  –  –

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: ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Sekretariat TK0-1 Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: 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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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.

–  –  –

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 BRb) wünschenswert: Strömungsmechanik, allg.

Programmierkenntnisse

6. Verwendbarkeit

–  –  –

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)

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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://cfd1.cfd.tu-berlin.de

Literatur:

P. Wesseling, Principles of Computational Fluid DynamicsBRLeVeque, Numerical Methods for Conservation LawsBRE. Becker, GasdynamikBRFerziger/Peric, Computational Methods for Fluid DynamicsBR

13. Sonstiges

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