Kontinuumsmechanik und Strömungen nicht-Newtonscher Fluide
- Typ: Vorlesung (V)
- Lehrstuhl: Angewandte Mechanik
- Semester: WS 24/25
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Ort:
Geb. 50.31, Raum 210 (2. OG)
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Zeit:
Di, 22.10.2024 - 11.02.2025
11:30 - 13:00 Uhr
- Beginn: 22.10.2024
- Dozent: Dr.-Ing. Bernhard Hochstein
- SWS: 2
- LVNr.: 2242250
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Hinweis:
Findet in Präsenz statt.
Informationen zum Ablauf dieser Veranstaltung 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