Modulbeschreibung
Mechanical Engineering & Product Development 4
Kürzel:
Durchführungszeitraum:
ECTS-Credits:
Arbeitsaufwand (h):
Lernziele:
Die Studierenden vertiefen Ihr Wissen in der Mehrkörpersimulation, lernen die Grundlagen der Produktentwicklung kennen und lernen die Multiphysikalischen Zusammenhänge in der Thermodynamik und Strömungslehre.
Verantwortliche Person:
Telefon/EMail:
Standort (angeboten):
Vorausgesetzte Module:
Modultyp:
Bemerkungen:
Das Modul findet im Frühlingssemester statt.
ECTS-Credits pro Kategorie
Modulbewertung
Bewertungsart:
Leistungsbewertung
Während der Prüfungssession:
Bemerkungen zur Prüfung:
Die Modulschlussprüfung findet in vier Teilen statt. Die Kurse Produktentwicklung, Thermodynamik, Strömungslehre sowie Simulation mechanischer Systeme II bilden je einen Teil der Modulschlussprüfung. Die Prüfung in Produktentwicklung dauert 45 Minuten. Die Prüfung in Strömungslehre dauert 60 Minuten. Die Prüfungen in Thermodynamik und in Simulation mechanischer Systeme II dauern je 90 Minuten.
Während des Semesters:
Während des Semsters wird im Kurs Produktentwicklung ein Projekt bewertet.
Bewertungsart:
Gewichtung:
Während des Semesters wird im Kurs Produktentwicklung ein Projekt (Gewicht 10%) bewertet.
Die Modulschlussprüfung findet in vier Teilen statt. Die Kurse Produktentwicklung (Gewicht 10%), Thermodynamik (Gewicht 30%), Strömungslehre (Gewicht 20%) und Simulation mechanischer Systeme II (Gewicht 30%) bilden je einen Teil der Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Teilbewertung:
Kurse in diesem Modul
Produktentwicklung
Kürzel:
Arbeitsaufwand (h):
Semester:
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen den Marktleistungsprozess
- kennen den Innovationsprozess
- können Abstrahieren
- können Ideen mit intuitiven und diskursiven Methoden erarbeiten
- können aus Ideen Konzepte erstellen
- können Konzepte bewerten und Risiken abschätzen
Plan und Lerninhalt:
- Geschäftsmodelle
- Methoden der Produktentwicklung
- Funktionen und Funktionsstrukturen
- Intuitive und diskursive Methoden zur Ideenfindung
- Konzeption
- Bewerten und Entscheiden
Ansprechspersonen:
Unterrichtssprache:
Leistungsnachweis:
Modulschlussprüfung
Lehr- und Lernmethoden:
Klassenunterricht mit Vorlesung, Übungen, Selbststudium
Bibliographie:
Eigene Skripte, Lernmaterialien und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Thermodynamik
Kürzel:
Arbeitsaufwand (h):
Semester:
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen ersten und zweiten Hauptsatz der Thermodynamik und können thermodynamische Bilanzen aufstellen.
- kennen die grundlegenden Zustandsänderungen: isochor, isotherm, isobar, isentrop, polytrop und können diesbezüglich Berechnungen durchführen.
- können Berechnungen für feuchte Luft durchführen.
- kennen die Zustandsdiagramme und können darin Prozesse darstellen und berechnen.
- kennen die grundlegenden Wärmeübertragungsmechanismen: Strahlung, Konvektion und Wärmeleitung.
- können Fragestellungen bezüglich Wärmeübertragung in eindimensionalen stationären Fällen berechnen.
Plan und Lerninhalt:
Grundlagen und Berechnung ausgewählter Maschinenelemente wie zum Beispiel:
- Wiederholung Grundbegriffe, 1. Hauptsatz
- Ideales und reales Gas, Zustandsdiagramme
- Feuchte Luft
- 2. Hauptsatz, Carnot Prozess, Effizienz von Strömungsmaschinen
- Rankine, ORC
- Kaltdampfprozess und Kaltgasprozess,
- Gasturbinen und Verbrennungsmotoren
- Wärmeleitung, thermische Widerstände
- natürliche und erzwungene Konvektion
- Kondensation und Verdampfung
- Wärmestrahlung
- Wärmetauscher
Ansprechspersonen:
Unterrichtssprache:
Leistungsnachweis:
Modulschlussprüfung
Lehr- und Lernmethoden:
Klassenunterricht mit Vorlesungen, Übungen
Bibliographie:
- Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien und Übungsunterlagen
- Windisch: Thermodynamik, De Gruyter
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Strömungslehre
Kürzel:
Arbeitsaufwand (h):
Semester:
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen und verstehen die wesentlichen Begriffe und Phänomene der Strömungslehre für inkompressible Strömungen.
- kennen und verstehen die grundlegenden Erhaltungsgleichungen der Strömungslehre und können diese auf reale Fragestellungen anwenden.
- können mit Hilfe der Erhaltungsgleichungen Druckverluste, Kräfte und Momente in Strömungen bestimmen.
- verstehen die Funktionsweise von Strömungsmaschinen, Propellern und Windkraftanlagen.
- kennen die wichtigsten Ähnlichkeitsgesetzte, können ihre Bedeutung interpretieren und zur Skalierung von Strömungsgeometrien nutzen.
- können hydraulische Kreisläufe mit Rohrleitungen, Einbauten und Pumpen für reibungsfreie und reibungsbehaftete Strömungen auslegen.
- können Widerstand und Auftrieb umströmter Körper berechnen.
Plan und Lerninhalt:
- Definitionen, Kontinuitätsgleichung, hydrostatisches Grundgesetz, Krümmungsdruckformel
- Bernoulli Gleichung (ohne und mit Reibung)
- Impulssatz und Drallsatz
- Propellertheorie und Windkraftanlagen
- Reibungsgesetz
- Ähnlichkeitstheorie
- Rohrströmungen und Druckverlust
- Pumpen, Arbeitspunkt, hydraulische Netzwerke
- Widerstand umströmter Körper
- Auftrieb, Strömung um Tragflächen
Ansprechspersonen:
Unterrichtssprache:
Leistungsnachweis:
Modulschlussprüfung
Lehr- und Lernmethoden:
Klassenunterricht mit Vorlesungen, Übungen
Bibliographie:
• Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien und Übungsunterlagen
• Böswirth/Bschorer: Technische Strömungslehre, Vieweg+Teubner
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Simulation mechanischer Systeme II
Kürzel:
Arbeitsaufwand (h):
Semester:
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die grundlegenden mathematischen Ansätze Mehrkörperdynamik.
- kennen grundlegende Funktionen eines MKS-Programmes.
- können einfache dynamische Probleme für die MKS-Simulation aufbereiten und mit einer kommerziellen Software lösen.
- können MKS-Ergebnisse analysieren und durch Näherungsmethoden analytisch überprüfen.
Plan und Lerninhalt:
Anwendung der Mehrkörperdynamik:
- Kinematik des starren Körpers
- Aufstellen von Bewegungsgleichungen
- Numerische Lösung von Bewegungsgleichung
- Zeitintegrationsverfahren
- Lineare Gleichungssysteme
- Nichtlineare Gleichungssysteme
- Programm Simpack
- Anwendung auf ein Engineering Projekt im Rahmen der Vorlesung
Ansprechspersonen:
Unterrichtssprache:
Leistungsnachweis:
Modulschlussprüfung
Lehr- und Lernmethoden:
Klassenunterricht mit Vorlesungen, Übungen, Selbststudium am PC
Bibliographie:
- Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien, Labor- und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan