Beschreibung einzelner Lerneinheiten (ECTS-Lehrveranstaltungsbeschreibungen) pro Semester

Studiengang: Master Nachhaltige Energiesysteme
Studiengangsart: FH-Masterstudiengang
Berufsbegleitend
Sommersemester 2021

Titel der Lehrveranstaltung / des Moduls Modellbildung thermischer Systeme
Kennzahl der Lehrveranstaltung / des Moduls 072722020602
Unterrichtssprache Deutsch
Art der Lehrveranstaltung (Pflichtfach, Wahlfach) Wahlpflichtfach
Semester in dem die Lehrveranstaltung angeboten wird Sommersemester 2021
Semesterwochenstunden 2
Studienjahr 2021
Niveau der Lehrveranstaltung / des Moduls laut Lehrplan 2. Zyklus (Master)
Anzahl der zugewiesenen ECTS-Credits 3
Name des/der Vortragenden Peter KEPPLINGER


Voraussetzungen und Begleitbedingungen

Keine


Lehrinhalte

Die Lehrveranstaltung vermittelt die Modellierung thermischer Systeme mit speziellem Fokus auf Anwendungen im Gebäude. Es werden mathematische Methoden und ihre physikalischen Anwendungen erläutert. Die Lehrveranstaltung bedient sich der Grundlagen der Wärmeübertragung und Strömungsmechanik, sowie der Thermodynamik, um transiente und stationäre Modelle von thermischen Systemen abzuleiten.

  • Modellierung und numerische Lösung transienter thermodynamischer Systeme wie thermische Speicher, 
  • Angewandte Numerik in der Simulation thermischer Systeme (GDGl., Spezialfälle der Wärmeleitungsgleichung),
  • Modellgenauigkeit, 
  • Systemidentifikation, Zustandsschätzer,
  • Umgang mit realen Messdaten, Ansätze für die Verifikation vom modellbasierten Ansätzen (z.B. hardware in the loop),

Lernergebnisse

Die Studierende kennen typische Ansätze zur Modellierung thermischer Systeme und deren Identifikation anhand von realen Messdaten. Die Studierenden sind befähigt numerische und analytische mathematische Methoden zur Berechnung des transienten Systemverhaltens anzuwenden. Die Studierenden

  • können numerische und analytische  Lösungsansätze für gewöhnliche Differentialgleichungen skizzieren und benennen
  • kennen mögliche Ansätze für die Systemidentifikation thermischer Systeme anhand von experimentell gewonnenen Messwerten und können diese skizzieren
  • sind in der Lage typische Modellformulierungen für gegebene Problemstellungen über transiente Energieerhaltung für thermische Systeme abzuleiten
  • verstehen es unterschiedliche Lösungsansätze zur Simulation thermischer Systeme hinsichtlich ihrer Modellgenauigkeit und daraus resultierenden Eignung in der Anwendung zu diskutieren
  • können einfache thermische Systeme basierend auf physikalischen Grundprinzipien (Impuls- und Energieerhaltung) mathematisch modellieren und numerische Lösungsansätze vorschlagen und anwenden
  • sind in der Lage anhand von Messdaten Systemparameter thermischer Systeme zu berechnen und diese physikalisch zu deuten

Geplante Lernaktivitäten und Lehrmethoden

Vorlesung mit integrierter Übung


Prüfungsmethode und Beurteilungskriterien
  • Bearbeitung und schriftliche Abgabe von Übungsbeispielen
  • Abschließende Prüfung

Kommentar

Keiner


Empfohlene Fachliteratur und andere Lernressourcen
  • Bähr, Hans Dieter (2019): Wärme und Stoffübertragung. 10. Aufl. Berlin Heidelberg: Springer.
  • Dhar, P. L. (2017): Thermal system design and simulation. Amsterdam: Elsevier/AP, Academic Press is an imprint of Elsevier.
  • Penoncello, S. G. (2018): Thermal energy systems: design and analysis. Second edition. Boca Raton: Taylor & Francis, CRC Press.

Art der Vermittlung

Präsenzveranstaltung. Die Studierenden werden vor Beginn der Lehrveranstaltung über die Anwesenheitsvorgaben der Lehrbeauftragten informiert.