GATE Section-XE-B Lehrplan für Strömungsmechanik

Lehrplan

Einheit 1: Fließ- und Flüssigkeitseigenschaften

  • Viscosity
  • Beziehung zwischen Stress und Dehnungsrate für Newtonsche Flüssigkeiten
  • Inkompressible und kompressible Strömungen
  • Unterschiede zwischen laminaren und turbulenten Strömungen
  • Hydrostatik: Auftrieb, Manometrie, Kräfte auf untergetauchte Körper

Einheit 2: Kinematik

  • Eulersche und Lagrangesche Beschreibung der Flüssigkeitsbewegung
  • Konzept lokaler und konvektiver Beschleunigungen
  • Gleichmäßige und instabile Strömungen

Einheit 3: Integrale Analyse

  • Kontrollvolumenanalyse für Masse, Impuls und Energie

Einheit 4: Differentialanalyse

  • Differentialgleichungen von Masse und Impuls für inkompressible Strömungen: nichtviskos - Euler-Gleichung und viskose Strömungen - Navier-Stokes-Gleichungen, Konzept der Flüssigkeitsrotation, Vorticity, Stromfunktion, Exakte Lösungen der Navier-Stokes-Gleichung für Couette Flow und Poiseuille Flow

Einheit 5: Inviscid Flows

  • Bernoulli-Gleichung - Annahmen und Anwendungen, Potentialfunktion, Strömungen der Elementarebene - gleichmäßige Strömung, Quelle, Senke und Dublett und ihre Überlagerung für die potentielle Strömung an einfachen Geometrien vorbei

Einheit 6: Dimensionsanalyse

  • Konzept der geometrischen, kinematischen und dynamischen Ähnlichkeit, einige gängige nichtdimensionale Parameter und ihre physikalische Bedeutung: Reynolds-Zahl, Froude-Zahl und Mach-Zahl

Interne Flüsse

  • Voll entwickelte Rohrströmung, empirische Beziehungen für laminare und turbulente Strömungen: Reibungsfaktor und Darcy-Weisbach-Beziehung

Einheit 8: Prandtl-Grenzschichtgleichungen

  • Konzept und Annahmen, qualitative Vorstellung von Grenzschicht und Trennung, stromlinienförmige und stumpfe Körper, Widerstands- und Auftriebskräfte

  • Durchflussmessungen -

    • Grundideen der Durchflussmessung mit Venturimeter, Pitot-Statik-Rohr und Messblende

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