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TU Berlin

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Methoden der Datenanalyse in der Thermofluiddynamik

Visualisierung eines Drallstrahls, in welchem aufgrund einer Instabilität der sog. Precessing Vortex Core (PVC) als kohärente Struktur auftritt. Abgebildet sind die innere Rezirkulationszone, welche durch Wirbelaufplatzen entsteht (graue Bahnlinienfläche, mittig); der mäandernde Wirbelkern (graue Streichlinien und blaue Streichlinienfläche, aus Düsenaustritt kommend); und die helikale äußere Scherschicht, die sich spiralförmig aufrollt (türkise Streichlinienfläche).
Lupe

Durch aktuelle Messtechnik und numerische Simulationen gibt es immer mehr Möglichkeiten, große Mengen an Daten in Strömungsfeldern zu erhalten. Um zielgerichtete Diagnosen und Erkenntnisse zu gewinnen, ist es erforderlich, diese Datenmengen systematisch zu erfassen und zu analysieren. Dies ist insbesondere in hochgradig turbulenten Strömungen eine Herausforderung.

 

In dieser Lehrveranstaltung werden wir uns Strömungsfelder aus verschiedenen Anwendungsbereichen anschauen. Hierbei liegt der Fokus auf Datensätzen, die eigens an unserem Institut durch experimentelle Messungen gewonnen wurden, wie z.B. Brennkammerströmungen bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen. In den Vorlesungen werden die betrachteten Methoden motiviert, theoretisch hergeleitet und anschließend diskutiert. In den Übungen werden die Methoden durch Matlab-Programme praktisch implementiert, um im Hands-On die Stärken und Schwächen der jeweiligen Analysemethoden kennenzulernen.


Inhalt der Vorlesung:

  • Diskrete Fourier-Analyse
  • Tripe Decomposition
  • Wirbelkriterien
  • Proper Orthogonal Decomposition
  • Dynamic Mode Decomposition
  • Tomographische Rekonstruktion

Inhalt der Übung: 

  • Begleitung der Vorlesung durch Beispiele und Programmieraufgaben
  • Anwendung der Methoden auf experimentelle Datensätze
  • Hausaufgaben (eigenständige Programmieraufgaben) 

Leistungspunkte:

6 LP (4 SWS)

 

Obligatorische Voraussetzungen:

keine

 

Wünschenswerte Voraussetzungen:

Strömungslehre I + II, grundlegende Kenntnisse in Matlab

 

Zeit und Ort der Veranstaltung:

Vorlesung: 8:45 – 10:00 im H 0112

Übung: 10:15 – 12:00 im H 0112

 

Ansprechpartner:

M.Sc. Jens Müller
Prof. Dr.-Ing. Kilian Oberleithner

 

Hinweise:
Sämtlich Lehrmaterialien aus Vorlesung und Übung werden auf ISIS bereitgestellt. Das Modul schließt mit einer mündlichen Prüfung ab.

Das Modul ist Bestandteil folgender Modullisten: Physikalische Ingenieurwissenschaft (Master of Science), Technomathematik (Master of Science), Informationstechnik im Maschinenwesen (Master of Science).

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