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GT-F5: Energiesysteme (GT-F5)5.0 ECTS (englische Bezeichnung: GT-F5: Energy systems)
(Prüfungsordnungsmodul: GT-F5 Energiesysteme)
Modulverantwortliche/r: Christoph Wieland Lehrende:
Christoph Wieland, u.a.
Startsemester: |
WS 2020/2021 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
Inhalt:
Die Vorlesung behandelt numerische Berechnungsmethoden im Allgemeinen und für energetische Systeme im Speziellen (u.a. Matlab, ANSYS CFX/Fluent).
Einführung: Fehleranalyse, Vorgehensweise einer Simulation, Problemstellungen im Bereich der Energiesysteme
Grundlagen von statischen und dynamischen Kreislauf- und Prozesssimulationen, sowie Wärmeübertragungsproblemen.
Numerische Berechnung von Differentialgleichungen: gewöhnliche Differential-gleichungen, Anfangswertprobleme, Randwertprobleme, Finite-Elemente-Methode, partielle Differenzialgleichungen, parabolische PDGn (FDM), hyperbolische PDGn (FDM), elliptische PDGn (FDM, FEM), Lösung einer Transportgleichung mit Hilfe von Finite-Volumen-Verfahren
Numerische Strömungsmechanik: Gleichungen der Fluidmechanik, Post-Prozessor, Turbulenzmodellierung, Diskretisierung der Gleichungen, Diskretisierung des Berechnungsgebiets, Konvergenz der numerischen Lösung, Tipps und Erfahrungen zur erfolgreichen Modellbildung
Erweiterte Modelle für die numerische Strömungsmechanik: Mehrkomponentenströmungen, Mehrphasenströmungen, Energietransport durch Strahlung, chemisch reagierende Strömungen, heterogene Verbrennungsreaktionen
Als Anwendungsbeispiele wird die Nutzung der Geothermie zu Heizzwecken und zur Stromerzeugung herangezogen:
Einführung: Ursprung, Potentiale und Erschließungstechnologien der Geothermie.
Nutzung oberflächennaher Geothermie: Wärmepumpen zur Deckung der Wärmeversorgung
Nutzung Tiefengeothermie: Stromerzeugungsarten und KWK-Varianten, Integration von Tiefengeothermie in Fernwärme
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden können
grundlegende Methoden zur Lösung numerischer Probleme nennen und anwenden.
Die Anwendung dieser Methoden auf abstrakte und konkrete Fragestellungen sollen durch die Vorlesung vermittelt werden.
Die Studierenden sollen im Selbststudium die erlernten Methoden auf geologische Fragestellungen anwenden.
Im zweiten Teil des Moduls sollen die energetischen Nutzungsmöglichkeiten der Geothermie vermittelt werden. Ein anwendungsnaher Praxisbezug mit Exkursion soll hergestellt werden.
Notwendige verfahrenstechnische Komponenten und Betriebsprobleme werden vorgestellt, diskutiert und verstanden.
Literatur:
a) Numerische Berechnung energetischer Systeme:
b) Nutzungsmöglichkeiten geothermischer Energie:
Bemerkung:
1 x jährlich im WiSe als Blockkurs
Pflichtmodul für Studierende im Master-Studiengang "GeoThermie/GeoEnergie"
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- GeoThermie/GeoEnergie (Master of Science)
(Po-Vers. 2017w | NatFak | GeoThermie/GeoEnergie (Master of Science) | Masterprüfung | GT-F5 Energiesysteme)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Numerische Berechnung energetischer Systeme (Prüfungsnummer: 90451)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5.0 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: WS 2020/2021 (nur für Wiederholer)
1. Prüfer: | Harald Stollhofen |
- Termin: 03.03.2021, 15:00 Uhr, Ort: Hörsaal Geologie
Termin: 14.02.2022, 10:00 Uhr, Ort: Übungsraum Geologie
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