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Fluid dynamics on non newtonian biofluids
Kontinuumsmechanik Nicht-Newtonscher Bio-Flüssigkeiten
Last Updated: 2026-02-05 14:59:10
Abstract
Description of the flow behavior of complex liquids of the food-/bio-area in the framework of fluid dynamics and continuum mechanics considering fundamental and applied aspects.
Objective
Die Vorlesung soll den fortgeschrittenen Studierenden physikalische und chemische Konzepte vermitteln, die für die theoretische Beschreibung und experimentelle Charakterisierung komplexer Lebensmittelsysteme gebraucht werden, um z. B. das Fliessverhalten viskoelastischer Bio-Flüssigkeiten differenziert zu beschreiben.
Content
In der Vorlesung werden einige grundlegende Konzepte der Kontinuumsmechanik eingeführt und bereit gestellt, welche dazu verwendet werden, das Materialverhalten von Lebensmittelsystemen in Strömung zu verstehen und zu beschreiben. Ausgehend von der Phänomenologie, vom mechanischen Verhalten und von der Mikrostruktur nicht-Newtonscher Bio-Flüssigkeiten werden diese Konzepte eingeführt, hergeleitet, oder angewendet, um konstitutive Gleichungen der Flüssigkeiten unter Strömungsbedingungen (z. B. das Maxwell Modell) zu erhalten. Lösungen des Maxwell Modells für einfache Strömungsvorgänge -- wie sie bei der rheologischen Materialcharakterisierung oder in Verarbeitungsprozessen vorzufinden sind -- werden analytisch berechnet und diskutiert. Verallgemeinerungen des Maxwell Modells werden motiviert, eingeführt und hinsichtlich ihrer Vorhersagen diskutiert. Auf allgemeine, grundlegende Konzepte der Kontinuumsmechanik wird im zweiten Teil der Vorlesung eingegangen. Auszug aus dem Inhalt: 1.) Bilanzgleichungen 2.) Einfache Strömungsprobleme Newtonscher Flüssigkeiten 3.) Physikalische Eigenschaften viskoelastischer Flüssigkeiten 4.) Grundlagen der makromolekularen Chemie und Polymerphysik 5.) Die Maxwell Flüssigkeit und ihre Rheologie 6.) Konstitutive Gleichungen für Polymerlösungen und Schmelzen 7.) Deformation 8.) Emulsionsrheologie
Resources
Lecture Notes
Vorlesungsunterlagen (Folien und ggf. Handouts, Literatur) werden jeweils vor der Vorlesung bereit gestellt.
Literature
1.) R. B. Bird, R. C. Armstrong, O. Hassager: Dynamic of Polymer Liquids Vol. 1: Fluid Mechanics (Wiley Interscience, New York, New York, 1987). 2.) R. B. Bird, C. F. Curtiss, R. C. Armstrong, O. Hassager: Dynamic of Polymer Liquids Vol. 2: Kinetic Theory (Wiley Interscience, New York, New York, 1987). 3.) H. Giesekus: Phänomenologische Rheologie -- Ein Einführung (Springer Verlag, Berlin, 1994). 4.) E. Becker, W. Bürger: Kontinuumsmechanik (Teubner, Stuttgart, 1975). 5.) A. N. Beris, B. J. Edwards: Thermodynamics of Flowing Systems (Oxford University Press, Oxford 1994). 6.) P. J. Flory: Statistical Mechanics of Chain Molecules (Wiley Interscience, New York 1969; Hanser, München 1989) 7.) R. G. Larson: The Structure and Rheology of Complex Fluids. (Oxford University Press, Oxford,1999). 8.) F. Morrison: Understanding Rheology (Oxford University Press, Oxford, 2001). 9.) W. L. Mattice, U. W. Suter: Conformational Theory of Large Molecules (Wiley Interscience, New York 1694) 10.) R. Greve: Kontinuumsmechanik (Springer, Berlin, 2003)
General Information
- Language
- German
- Frequency
- Yearly recurring
Examination
- Type
- session examination
- Mode
- oral 30 minutes
Course Components
| Type | Title | Time & Place | Hours |
|---|---|---|---|
| lecture with exercise | Kontinuumsmechanik Nicht-Newtonscher Bio-Flüssigkeiten |
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3 h weekly |
Offered In
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7. Semester, Lm.-Ing. (Ausbildung für den Didaktischen Ausweis sowie Lebensmittelchemiker: Siehe zusätzliche Ausbildungsmöglichkeiten)
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