Für das Modul Vertiefende Hydraulik ist das Teilmodul Vertiefende Hydromechanik (3 C) ver-pflichtend und aus der folgenden Liste ein oder zwei weitere Teilmodule zu wählen:
• Praktische hydrometrische Methoden (3 CP)
• Wasserbauliches Versuchswesen (3 CP)
Nummer/Code E Was 6
Modulname Vertiefende Hydraulik Art des Moduls Wahlpflichtmodul Lernergebnisse,
Kompe-tenzen (Qualifikations-ziele)
Praktische hydrometrische Methoden
Die Studierenden lernen die wichtigsten grundlegenden und einige fortgeschrittene Messverfahren in der Hydro-metrie kennen. Sie rekapitulieren das hydromechanische Basiswissen und verstehen die physikalischen Hintergründe der Funktionsweise. Sie verstehen die hydrometrischen Me-thoden mit ihren Einsatzbedingungen und Einsatzgrenzen.
Sie lernen die wichtigsten Geräte und deren Einsatzgrenzen und Handhabung kennen. Sie führen eigene Messungen durch, protokollieren diese, werten die Messdaten aus und stellen die Ergebnisse dar. Sie erfahren an eigenen Anwen-dungsbeispielen die Fehlereinflüsse und lernen deren Aus-wirkungen auf das Endergebnis kennen. Die Studierenden präsentieren ihre Ergebnisse und diskutieren in einem Fachgespräch über Methodik und Fehlereinflüsse.
Vertiefende Hydromechanik
Die Studierenden vertiefen die wichtigsten hydromechani-schen Grundlagen der Technihydromechani-schen Hydraulik. Sie rekapitu-lieren das hydraulische und hydromechanische Basiswissen und verstehen ausgewählte physikalische Annahmen und Herleitungen. Sie lernen die wichtigsten hydromechani-schen Erhaltungssätze und deren erweiterte Anwendbarkeit in der wasserbaulich Technischen Hydraulik kennen. Sie verstehen die Voraussetzungen allgemein angewendeter hydraulischer Methoden und ihre wichtigsten Einschrän-kungen und Einsatzgrenzen.
Sie führen eigene Überlegungen zur praktischen Anwend-barkeit der Technischen Hydraulik durch und haben Ein-blick in die wichtigsten Arbeitsblätter und das Regelwerk.
Sie verstehen wesentliche Hintergründe der Regeln und ler-nen teilweise auch, diese kritisch zu beurteilen.
Wasserbauliches Versuchswesen
Die Studierenden lernen die im wasserbaulichen Versuchs-wesen der Gerinne- und Rohrhydraulik maßgeblichen Strö-mungsphänomene kennen. Sie rekapitulieren die hydrome-chanischen Grundlagen und Berechnungsweisen aus Hyd-raulik und strömungsabhängigem Feststofftransport. Sie verstehen die Entwurfs- und Gestaltungsgrundsätze was-serbaulicher Versuche. Die Studierenden können die erwor-benen Kenntnisse in ingenieurwissenschaftlichen und inge-nieurpraktischen Fragestellungen anwenden und übertra-gen.
Die Studierenden erlernen die wichtigsten Fachbegriffe des wasserbaulichen Versuchswesens lernen an eigenen An-wendungsbeispielen die Fehlereinflüsse und deren Auswir-kungen auf das Endergebnis kennen. Die Studierenden prä-sentieren ihre Ergebnisse und diskutieren in einem Fachge-spräch über Methodik und Fehlereinflüsse.
Lehrveranstaltungsarten Praktische hydrometrische Methoden: VL, S, Ex (2 SWS) Vertiefende Hydromechanik: VL, Ü (2 SWS)
Wasserbauliches Versuchswesen: VL, Ü (2 SWS) Lehrinhalte Praktische hydrometrische Methoden
Grundlagen der Hydrometrie, Funktionsweise der in der Anwendungspraxis wichtigsten Geräte, Auswerteverfahren;
quantitativer Umgang mit Messunsicherheiten; wasserbau-liches Versuchswesen; Hydromechanische Kennzahlen als dimensionslose Ähnlichkeitsparameter. Der messpraktische Teil umfasst eigene Messungen der Studierenden im Feld und im Labor mit hydrometrischen Messgeräten.
• Bestimmung der konjugierten Tiefen des Wechsel-sprungs auf ebener Sohle
• Bestimmung der Kraft auf eine überströmte Überfall-klappe
• Bestimmung der Reibungsbeiwerte verschieden rauer Rohre
• Vergleichsweise Messungen des Abflusses in einem Gewässer mit einer magnetisch-induktiven Geschwin-digkeitssonde und einem modernen Verdünnungsver-fahren
Vertiefende Hydromechanik
Ausgewählte hydromechanische Erhaltungs- und Bilanzs-ätze materieller Volumen und Kontrollvolumen; Einführung ausgewählter Annahmen für anwendungsorientierte An-sätze der Technischen Hydraulik;
Dimensionslose Kennzahlen (Differentialgleichungen, hyd-raulischer Aufgabenstellungen, formelle Dimensionsana-lyse);
Hydromechanische Modellbildungen bei Potenzialströmun-gen, GrenzschichtströmunPotenzialströmun-gen, freien Scherströmungen und Rauheiten, Porenraumströmungen;
Hydromechanische Effekte der Turbulenz auf Strömungen der Technischen Hydraulik (z. B. Durchmischung, Druck-schwankung, Drall, Dissipation); Krümmungsbedingte und turbulenzbedingte Sekundärströmungen;
Ausgewählte hydromechanische Aspekte der stationären und der instationären Rohrströmungen (Teilfüllung, Druck-stoß, Ausgleichsschwingungen);
Ausgewählte hydromechanische Aspekte stationärer und instationärer Gerinneströmungen (Fließwiderstände bei nicht-großer Überdeckung; Kapillar-, Tiefwasser-, Flach-wasserwellen);
Ausgewählte Grundlagen des Feststofftransports, der Fließgewässermorphodynamik und einfacher Schlussfolge-rungen für die Gewässerökologie
Hydraulik und Feststofftransport an Gerinneverzweigun-gen;
Einführende Hydraulik von Fischaufstiegsanlagen;
Ausgewählte Prüfungen nach Eigenkontrollverordnung, Ein-führende Hydrometrie im Abwasser
Wasserbauliches Versuchswesen
Dimensionslose Kennzahlen im Wasserbaulichen Versuchs-wesen; Modellgesetze für dynamische Ähnlichkeiten in Froude-, Reynolds- und Webermodellen;
Maßstabseffekte für Rohr- und Gerinnehydraulik bei Be-rücksichtigung typischer Effekte aus Schwere, Zähigkeit, Kapillarität, Porosität u. a.; Bedeutung überhöhter Modelle;
Geschiebe-, Schwimmstoff- und Schwebstofftransport in Freispiegelgerinnen und Rohrströmungen des wasserbauli-chen Versuchswesens;
Übertragung von Laboruntersuchungen auf Naturmaßstäbe;
Ingenieurwissenschaftlich begründete experimentell-prak-tische Anwendung des Wasserbaulichen Versuchswesens im Wasserbaulabor auf eine wasserbauliche Aufgabenstellung mit konkreten Randbedingungen
Titel der Lehrveranstal-tungen
Praktische hydrometrische Methoden Vertiefende Hydromechanik
Wasserbauliches Versuchswesen
(Lehr-/ Lernformen) Praktische hydrometrische Methoden: VL, Ü
Vorlesung, Labordemonstration, Gerätevorführung, Mess-übungen als Gruppenarbeit (teilweise auch im Freiland), kollaboratives oder kooperatives Lernen in der Gruppe, Fachgespräch
Vertiefende Hydromechanik: VL, Ü Wasserbauliches Versuchswesen: VL, Ü
Verwendbarkeit des Mo-duls
Masterstudiengänge Bau- und Umweltingenieurwesen
Dauer des Angebotes des Moduls
ein Semester
Häufigkeit des Angebo-tes des Moduls
Jedes Sommersemester
Sprache deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul
Praktische hydrometrische Methoden: VL, Ü
Vorlesung, Labordemonstration, Gerätevorführung, Mess-übungen als Gruppenarbeit (teilweise auch im Freiland), kollaboratives oder kooperatives Lernen in der Gruppe, Fachgespräch
Vertiefende Hydromechanik: VL, Ü Wasserbauliches Versuchswesen: VL, Ü
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Studentischer Arbeits-aufwand
Praktische hydrometrische Methoden
Präsenzzeit: 2 SWS (24 Stunden), davon 16 Stunden Grup-penübungen
Selbststudium: 66 Stunden Vertiefende Hydromechanik Präsenzzeit: 2 SWS (30 Stunden) Selbststudium: 60 Stunden Wasserbauliches Versuchswesen
Präsenzzeit: 2 SWS (24 Stunden), davon 16 Stunden Grup-penübungen
Selbststudium: 66 Stunden
Studienleistungen Praktische hydrometrische Methoden
Zwei Einzelberichte über durchgeführte Messübungen; in-nerhalb einer Gruppe (3 bis 4 Studierende) müssen alle vier Messübungen vertreten sein. Die beiden Berichte müssen als mindestens ausreichend bewertet sein und in einem Fachgespräch präsentiert werden.
Wasserbauliches Versuchswesen
Berichtsbeitrag über durchgeführte Entwurfs- und Gestal-tungsaufgabe des wasserbaulichen Versuchswesens; inner-halb einer Gruppe (3 bis 4 Studierende) müssen alle Be-richtselemente der Dokumentation der Aufgabenlösung (Funktionskriterien, Recherche und Bewertung bestehender
Lösungen, Dimensionsanalyse, Variantenansätze und Vor-zugsvariante einschließlich experimenteller Nachweise, Übertragbarkeit auf abweichende Verhältnisse) vertreten sein und in einem als mindestens ausreichend bewerteten Gesamtbericht verbunden sein und in einem Fachgespräch präsentiert werden.
Voraussetzung für Zu-lassung zur Prüfungs-leistung
Prüfungsleistung Vertiefende Hydromechanik Klausur (60 min)
Anzahl Credits für das Modul
6 oder 9 aus 9
Modulverantwortliche/r Prof. Dr.-Ing. Theobald Lehrende des Moduls Dr.-Ing. Klaus Träbing
Medienformen Präsentationen, Tafelanschrieb, teilweise Vorführung mit Originalgeräten; Eigenanwendung von Messgeräten Literatur Praktische hydrometrische Methoden
Bos 1989: Discharge Measurement Structures. Morgen-schweis 2010: Hydrometrie
Grant & Dawson 2001: Isco Open Channel Flow Measure-ment Handbook.
Vertiefende Hydromechanik
Bollrich, G.: Technische Hydromechanik, Berlin 2013 Böswirth & Bschorer 2014: Technische Strömungslehre.
Zanke 2013: Hydraulik für den Wasserbau.
Naudascher 1992: Hydraulik der Gerinne und Gerinnebau-werke.
Zanke 2013: Hydraulik für den Wasserbau.
Hager 1995: Abwasserhydraulik. DWA Arbeitsblätter und Merkblätter A110, A111, A112, A157, A166, M509 Wasserbauliches Versuchswesen
Kobus, H., 1984: Wasserbauliches Versuchswesen. Schrif-tenreihe des Deutschen Verbandes für Wasserwirtschaft und Kulturbau; Band 39. Paul Parey, Hamburg.