Poiseuillestrom
In dieser Folge spricht Gudrun mit Ayca Akboyraz und Alejandro Castillo. Beide sind im Masterstudiengang Chemieingenieurwesen bzw. Bioingenieurwesen am KIT eingeschrieben und haben 2019 das Projektorientierte Softwarepraktikum in Gudruns Arbeitsgruppe absolviert. Das Gespr\xe4ch dreht sich um ihre Erfahrungen in dieser Lehrveranstaltung. Ayca stammt aus der T\xfcrkei und Alejandro ist in Mexico aufgewachsen. Beide haben in ihren Heimatl\xe4ndern deutsche Schulen besucht. Anschlie\xdfend haben sie sich jeweils um ein Studium in Deutschland beworben. Ayca hatte sich zun\xe4chst f\xfcr Wirtschaftsingenieurwesen entschieden, hat aber nach einiger Zeit gemerkt, dass ihr Chemieingenieurwesen viel mehr liegt. Das Projektorientierte Softwarepraktikum wurde 2010 als forschungsnaher Lernort konzipiert. Studierende unterschiedlicher Studieng\xe4nge arbeiten dort ein Semester lang an konkreten Str\xf6mungssimulationen. Es wird regelm\xe4\xdfig im Sommersemester angeboten. Seit 2014 liegt als Programmiersprache die Open Source Software OpenLB zugrunde, die st\xe4ndig u.a. in der Karlsruher Lattice Boltzmann Research Group weiter entwickelt wird. Au\xdferdem wird das Praktikum seit 2012 vom Land Baden-W\xfcrttemberg gef\xf6rdert als eine M\xf6glichkeit f\xfcr Studierende, sich im Studium schon an Forschung zu beteiligen. Konkret l\xe4uft das Praktikum etwa folgenderma\xdfen ab: Die Studierenden erhalten eine theoretische Einf\xfchrung in Str\xf6mungsmodelle und die Idee von Lattice-Boltzmann-Methoden und finden sich f\xfcr ein einf\xfchrendes kleines Projekt in Zweiergruppen zusammen. Anschlie\xdfend w\xe4hlen sie aus einem Katalog eine Frage aus, die sie bis zum Ende des Semesters mit Hilfe von Computersimulationen gemeinsam beantworten. Diese Fragen sind Teile von Forschungsthemen der Gruppe, z.B. aus Promotionsprojekten oder Drittmittelforschung. W\xe4hrend der Projektphase werden die Studierenden von dem Doktoranden/der Doktorandin der Gruppe, die die jeweilige Frage gestellt haben, betreut. Am Ende des Semesters werden die Ergebnisse in Vortr\xe4gen vorgestellt und diskutiert. Hier ist die ganze Arbeitsgruppe beteiligt. In einer Ausarbeitung werden au\xdferdem die Modellbildung, die Umsetzung in OpenLB und die konkreten Simulationsergebnisse ausf\xfchrlich dargelegt und in den aktuellen Forschungsstand eingeordnet. Diese Ausarbeitung wird benotet. Die Veranstaltung wird mit 4 ECTS angerechnet. In der klassischen Theorie der Str\xf6mungsmechanik werden auf der Grundlage der Erhaltung von Masse, Impuls und Energie und unter ber\xfccksichtigung typischer Materialeigenschaften die Navier-Stokes-Gleichungen als Modell f\xfcr das Str\xf6mungsverhalten von z.B. Wasser hergeleitet. Die beiden unbekannten Gr\xf6\xdfen in diesem System partieller Differentialgleichungen sind das Geschwindigkeitsfeld und der Druckgradient. Wenn geeigneten Rand- und Anfangsbedingungen f\xfcr die Geschwindigkeit vorgeschrieben werden, liegt im Prinzip die L\xf6sung des Gleichungssystem fest. Sie kann aber in der Regel nur numerisch angen\xe4hert berechnet werden. (...)