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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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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

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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:

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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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

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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

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.

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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.

–  –  –

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 297

Titel des Moduls: Leistungspunkte nach ECTS:

Gasturbinen und Thermoakustik 6

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

Paschereit HF 1 hfilehre@pi.tu-berlin.de Modulbeschreibung

1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse:BRDesign und Technologie moderner stationärer GasturbinenBR- Brennkammerauslegung für stationäre GasturbinenBR- Thermoakustische Beurteilung von GasturbinenbrennernBRBRFertigkeiten:BR- Verständnis der Grundlagen der Thermoakustik und Anwendung auf reale KonfigurationenBR- Modellierung thermoakustischer Systeme und Beurteilung ihrer StabilitätBR- Modellierung & Simulation thermoakustischer SystemBR- Dämpfung & Kontrolle von BrennkammerschwingungenBRBRKompetenzen:BR- Verfassen eines wissenschaftlichen Berichts über ein vorlesungsbezogenes aktuelles ForschungsgebietBR- wissenschaftliche Themen in Gruppen bearbeiten Fachkompetenz: 70% Methodenkompetenz: 10% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Grundlagen der Gasturbine (Flugzeuggasturbinen und stationäre Gasturbinen) mit Schwerpunkt

Brennkammer:

Thermodynamische Zyklen, Grundlagen der Verbrennung, vorgemischte und nicht vorgemischte Flammen, Flammengeschwindigkeiten, Kennzahlen, Schadstoffbildung.

Brenner, Treibstoffeinspritzung, Brennkammer,Brenneraerodynamik, Flammenstabilisierung (Nachlauf, aerodynamische Stabilisierung, drallstabilisierte Verbrennung), Mischung, Reaktionskinetik, Wärmeübertragung in der Brennkammer.

Grundlagen der Thermoakustik:





Anwendung auf thermoakustische Maschinen, Grundlagen der reagierenden Strömungen, Beschreibung verschiedener thermoakustischer Systeme, Anwendung auf Brennkammern, Boiler und Haushaltsbrenner, Stabilitätsbetrachtungen, Methoden der Kontrolle (aktiv und passiv), Typen von Instabilitäten, Rayleigh Kriterium

Grundlagen der Brennkammerakustik:

akustische Wellen, Entropiewellen, Simulation von Brennkammerinstabilitäten, Stabilitätsanalysen, Diskussion von Flammenmodellen und deren Einfluss auf die Stabilität, Bestimmung von Flammentransferfunktionen,

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.

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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. Aufgabenstellungen werden teilweise im Rahmen von Gruppenarbeit gelöst.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

a) obligatorisch: Grundlagen der Strömungslehre oder ÄquivaltentBRb) wünschenswert: Turbulente StrömungenBR Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft 298

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

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 4 Stunden Präsenzzeit: 60 StundenBR15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 StundenBRHausaufgaben: Bearbeitungszeit 50 StundenBRVorbereitung auf die mündliche Prüfung 40 StundenBRSumme: 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

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Literatur:

VorlesungsmitschriftBRLefebvre, A. H., Gas Turbine Combustion, Taylor & Francis, 1998BRPutnam, A.A., Combustion-Driven Oscillations in Industry, Elsevier, New York, 1971BR

13. Sonstiges

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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.

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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 hBRSumme: 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).

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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: ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Sekr. TA 7, Zi TA 111 Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: 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".

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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

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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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