FG Strömungsmechanik

Die Magnetofluiddynamik beschäftigt sich mit der Wechselwirkung zwischen elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten und Magnetfeldern. Durch elektromagnetische Induktion treten dabei Wirbelströme und Lorentzkräfte in der Flüssigkeit auf. Gleichzeitig wird das einwirkende Magnetfeld verändert. Diese Kopplung zwischen Strömungs- und Magnetfeld tritt in technischen Anwendungen auf, z. B. in der Metallurgie. Sie ist auch bei der Entstehung von Magnetfeldern in der Geo- und Astrophysik durch den Dynamoeffekt von Bedeutung.

Inhalte der Vorlesung:

• Grundgleichungen der Elektrodynamik und Strömungsmechanik
• Magnetostatik
• Instabilität freier Oberflächen bei Stromfluß
• Kanalströmungen im statischen Magnetfeld
• zeitabhängige Magnetfelder
• Alfvénwellen
• Dynamoeffekt
  

Literatur

Davidson: An Introduction to Magnetohydrodynamics

Müller, Bühler: Magnetofluiddynamics in Channels and Containers

Einschreibeschlüssel: Megagauss

Einschreibeschlüssel: gsmpoisson

In der Vorlesung werden die Grundlagen der Numerischen Strömungsmechanik behandelt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den klassischen Finite-Differenzen-Verfahren auf strukturierten Gittern für inkompressible Strömungen. Im einzelnen geht es um die folgenden Themen:

• Grundgleichungen der Strömungsmechanik für inkompressible Fluide
• Klassifikation und charakteristische Kurven von partiellen Differentialgleichungen
• Aufstellung von Finite-Differenzen-Verfahren, Abbruchfehler
• numerische Stabilität
• Methoden für Advektions- und Diffusionsprobleme
• Iterative Lösung elliptischer Probleme
• Finite-Differenzen-Verfahren für Strömungsprobleme
• Finite-Volumen-Verfahren

Literatur

• Ferziger und Peric: Numerische Strömungsmechanik
• Zikanov: Essential Computational Fluid Dynamics