TU Ilmenau

Lehre

Das Fachgebiet Aerodynamik des Institutes für Thermo- und Fluiddynamik ist für die Ausbildung von Maschinenbau- und Mechatronikstudenten in dem Grundlagenfach Aerodynamik und für das Spezialisierungsfach Wärmeübertragung 2 verantwortlich.

Beide Vorlesungen sind einsemestrige wahlobligatorische Lehrveranstaltungen im Master-Studiengang der Ingenieurwissenschaften im Umfang von 4 SWS (2 SWS Vorlesung + 2 SWS Seminar) MB_MA im Modul SW5.

Wintersemester

Ronald du Puits

Vorlesung Wärmestrahlung

Warum ist die Wärme eines Kachelofens angenehmer als die einer Zentralheizung?
Weshalb erscheint ein grüner Laserpointer heller als ein roter?
Wieso erzeugt eine Glühlampe nur so wenig Licht?
Wie funktioniert ein Pyrometer?

Diese und weitere Fragen der Wärmeübertragung durch Strahlung sollen in der Vorlesung Wärmestrahlung beantwortet werden. Dabei liegt der Schwerpunkt neben der Vermittlung von Grundlagenwissen insbesondere auch auf ingenieurtechnischen Berechnungsmethoden und der industriellen Anwendung von Strahlungsquellen.
Für das Verständnis der Vorlesung werden Grundkenntnisse der Thermodynamik vorausgesetzt.

Weiterführende Informationen zu den laufenden Lehrveranstaltungen wie Gliederung, Literaturhinweise und Übungsaufgaben finden Sie auf derr Moodletafel

Wärmestrahlung - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Gliederung und Literaturhinweise 

 Gliederung 

  1. Einleitung - Grundlagen der Wärmeübertragung durch Strahlung
    - Link zur Thermodynamik
    - Fundamentale Konzepte
  2. Strahlung fester Körper
    - Modell des schwarzen Strahlers (Plancksche Strahlungsverteilung, Stefan-Boltzmann-Gesetz, Wiensches
      Verschiebungsgesetz, Bandemission)
    - Modell des grauen Strahlers (reale Oberflächen, Reflexion, Transmission, Absorbtion)
  3. Strahlungsaustausch
    - Sichtfaktor
    - Strahlungsaustausch zwischen zwei Oberflächen
    - Strahlungsaustausch in abgeschlossenen Volumina
  4. Berührungslose Temperaturmessung
    - Pyrometer und Wärmebildkameras
    - Funktionsprinzip
    - Aufbau, Bauarten
    - Anwendungen, Messfehler
  5. Strahlungserwärmung
    - Grundlagen, Leistungsbereiche
    - Technische Strahler
    - Anwendungen

Literaturhinweise

F.P. Incropera,  D.P. DeWitt: Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Wiley & Sons, New York (1996).
A.F. Mills: Heat Transfer, Prentice Hall Inc., Upper Saddle River (1999).
H.D. Baehr, K. Stephan: Wärme- und Stoffübertragung, Springer, Berlin (1996), (gutes deutschsprachiges Lehrbuch).
R. Siegel, J.R. Howell, J. Lohrengel: Wärmeübertragung durch Strahlung, Springer-Verlag, Berlin (1988).
C. Kramer, A. Mühlbauer: Praxishandbuch Thermoprozesstechnik, Vulkan-Verlag, Essen (2002).
VDI-Wärmeatlas, VDI-Verlag, Düsseldorf (1994).

Vorlesungen: Dienstags um 9.00 Uhr im Haus M, Raum 408
                        Die erste Vorlesung findet am 14.10.2025 statt.

Übungen:       Donnerstags um 11 Uhr im Haus M, Raum 408
                        Die erste Übung findet am 23.10.2025 statt.

 

Vorlesung/Übung:     Dr. Ronald du Puits

Termin der Klausur:  wird noch bekannt gegeben

Sommersemester

Strömungssimulation am A320 ATRADLR

Vorlesung Aerodynamik

Wie optimiert man die Aerodynamik eines Flugzeuges?

Folgende Inhalte sollen den Studierenden in der Lehrveranstaltung näher gebracht werden:

  • Aerodynamische Kräfte
  • Strömungstypen
  • Erhaltungsgleichungen
  • Stromlinien
  • Stromfunktion
  • Zirkulation
  • Reibungsfreie inkompressible Strömung
  • Bernoulli’sche Gleichungen
  • Pitot-Rohr
  • Laplace-Gleichung
  • Strömung um einen Kreiszylinder

 

 

 

Weiterführende Informationen zu den laufenden Lehrveranstaltungen wie Gliederung, Literaturhinweise und Übungsaufgaben finden Sie unter der moodletafel.

 

 

 

  • Potential-Theorie
  • Kutta-Joukowski-Theorem
  • Quell-Panel Verfahren
  • Inkompressible Strömung um Profile
  • Profil-Bezeichnungen
  • Wirbel-Panel Methode
  • Kelvin’sche Zirkulations-Theorem
  • Theorie kleiner Störungen für schlanke Profile
  • Inkompressible Flügelumströmung
  • Tragflächen-Theorie

Vorlesungen: Freitags um 11.00 Uhr im Humboldtbau, Seminarraum 2507
Übungen:       Freitags um 13.00 Uhr im Humboldtbau, Seminarraum 2507
                       

Vorlesung/Übung: Prof. Claus Wagner

 
 

Im Rahmen laufender Forschungsprojekte vergibt das Fachgebiet Aerodynamik Teilaufgaben an Studenten. Je nach Art und Umfang der Themen können diese als Master- oder Bachelorarbeit oder als Projektseminar eingestuft werden.

Abgeschlossene Studienabschlussarbeiten

 

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      Schneider, Julien:
      Staubteufel - Generierung und Vermessung staubteufelartiger Strukturen im “Ilmenauer Fass”
      #!ilm_mods_00004614!#
      Ilmenau, 2022
      Kohl, Andreas:
      Entwicklung eines Systems zur experimentellen Simulation der Atmung von Passagieren
      #!ilm_mods_00008096!#
      Ilmenau, 2020
      Belyshko, Vladimir:
      Experimentelle Untersuchung des Geschwindigkeitsfeldes in turbulenten Konvektionsströmungen
      #!ilm_mods_00014800!#
      Ilmenau, 2018
      Lösch, Alice:
      Stereoskopische Particle-Image-Velocimetry-Messungen am Konvektionsexperiment Ilmenauer Fass
      #!ilm_mods_00015116!#
      Ilmenau, 2018
      Hertlein, Anna:
      Messung des konvektiven Wandwärmestromes am Ilmenauer Fass
      #!ilm_mods_00016412!#
      Ilmenau, 2017
      Lösch, Alice:
      Untersuchung des Temperaturfeldes an einer strukturierten Oberfläche bei turbulenter Konvektion
      #!ilm_mods_00022192!#
      Ilmenau, 2016
      Hertlein, Anna:
      Messung von drei-dimensionalen Temperaturgradienten
      #!ilm_mods_00022636!#
      Ilmenau, 2016
      Moller, Sebastian:
      Tomographic particle image velocimetry
      #!ilm_mods_00021681!#
      Ilmenau, 2016
      Hillebrand, Sven Stefan:
      Aerodynamik Paket für einen Formula Student Rennwagen
      #!ilm_mods_00021605!#
      Ilmenau, 2016
      Stuprich, Jakob:
      Micro-machined probe of temperature-gradient in 3D
      #!ilm_mods_00021601!#
      Ilmenau, 2016
      Chandra, Vivien:
      Modelling of a high-dynamics electronics for temperature-regulated hot wire anemometry
      #!ilm_mods_00021641!#
      Ilmenau, 2016
      Thieme, Thomas:
      Aerodynamische Untersuchung von Hochgeschwindigkeitszügen beim dynamischen Flügeln mittels Piezowaagen und PIV
      #!ilm_mods_00021571!#
      Ilmenau, 2016
      Ritzau-Jost, Michael:
      Particle Tracking Velocimetry in groß-skaligen Konvektionsströmungen (Ilmenauer Fass)
      #!ilm_mods_00023546!#
      2015
      Jatman, Dim:
      Strömungsmechanik und Energiebilanz eines Windkraftgenerators mit modifiziertem H-Darrieus-Rotor
      #!ilm_mods_00023842!#
      Ilmenau, 2015
      Schmidt, Benjamin:
      Auslegung, Optimierung und Charakterisierung eines Mikrofon-Arrays für die geschlossene Messstrecke eines Windkanals Göttinger Bauart
      #!ilm_mods_00024328!#
      Ilmenau, 2015
      Döring, Daniel:
      Entwicklung eines alternativen Konzepts der adaptiven, regelbaren Luftführung am Beispiel des Porsche Cayenne
      #!ilm_mods_00024766!#
      2014
      Hillebrand, Sven Stefan:
      Analyse des Strahlungstransportes im Konvektionsexperiment “Ilmenauer Fass”
      #!ilm_mods_00024596!#
      2014
      Schenk, Manuel:
      Numerische Untersuchung des Einflusses der Vorderkantenausführung auf die Start-Machzahl eines generischen Überschalllufteinlaufs
      #!ilm_mods_00024657!#
      2014