Zur Modellähnlichkeit des Kavitationsbeginns in abgelöster, turbulenter Strömung:
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1993
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INHALTSVERZEICHNIS
IX
I
NHALTSVERZEICHNIS
SEITE
VERZEICHNIS
DER
FONNEIZEIEHEN
XII
VERZEICHNIS
DER
ABBILDUNGEN
XVI
1
EINLEITUNG
1
1.1
AUFGABENSTELLUNG
3
1.2
VORGEHENSWEISE
5
2
ANALYSE
DER
AUFGABENSTELLUNG
6
2.1
STAND
DER
FORSCHUNG
6
2.1.1
PHYSIKALISCHE
MODELLIERUNG
6
2.1.2
MATHEMATISCHE
MODELLIERUNG
13
2.1.2.1
HYDRODYNAMIK
13
2.1.2.2
BLASENDYNAMIK
14
2.1.2.3
VOLLSTAENDIG
MATHEMATISCHES
MODELL
15
2.1.3
HYBRIDE
MODELLIERUNG
16
2.2
OFFENE
FRAGEN
UND
RESULTIERENDE
EINZELZIELE
16
3
GRUNDLEGENDES
ZUR
MODELLAEHNLICHKEIT
20
3.1
BESTANDTEILE
UND
ARBEITSMITTEL
DER
MODEILBILDUNG
IN
DER
HYDRODYNAMIK
20
3.1.1
MODELLFORMEN
22
3.1.2
VERFAHRENSGANG
BEI
DER
MODELLIERUNG
24
3.1.3
METHODEN
ZUR
ABLEITUNG
VON
DIMENSIONSLOSEN
KENNZAHLEN
26
3.1.3.1
DIMENSIONSANALYTISCHER
ANSATZ
26
3.1.3.2
AEHNLICHKEITSANALYTISCHER
ANSATZ
28
3.1.3.3
SYNTHESEMETHODE
29
3.1.3.4
ABLEITUNG
VON
CHARAKTERISTISCHEN
PARAMETERN
AUS
STROEMUNGSBESCHREIBENDEN
GLEICHUNGEN
30
3.2
EINSATZ
DER
MODELLFORMEN
FUER
DEN
KAVITATIONSBEGINN
31
3.2.1
PHYSIKALISCHE
FORM
31
3.2.2
MATHEMATISCHE
FORM
34
3.2.3
HYBRIDE
FORM
36
3.3
ANSAETZE
FUER
DIE
BILDUNG
EINER
AEHNLICHKEITSHYPOTHESE
DES
KAVITATIONSBEGINNS
40
4
THEORETISCHE
ANALYSE
DER
KAVITATIONSAEHNLICHKEIT
-
AEHNLICHKEITSHYPOTHESE
43
4.1
KRITISCHE
BETRACHTUNGEN
ZUR
HERKOEMMLICHEN
KAVITATIONSMODELLBILDUNG
44
4.2
ANALYSE
DES
MINIMALDRUCKES
IM
ZEITGEMITTELTEN,
TURBULENTEN
STROEMUNGSFELD
47
4.3
ANALYSE
DES
SPANNUNGSZUSTANDES
IM
ZEITGEMITTELTEN,
TURBULENTEN
STROEMUNGSFELD
56
4.4
ANALYSE
DES
KRITISCHEN
DRUCKES
ALS
EIGENSCHAFT
DES
Z"'EIPHASIGEN
FLUIDS
58
4.5
ALLGEMEINE
FORMULIERUNG
EINER
AEHNLICHKEITSHYPOTHESE
61
X
MOHN:
'
MODELLAEHNLICHKEIT
DA
KAVITATIONSBEGINNS
5
STROEMUNG
UND
ANLAGENSPEZIFISCHE VERFEINERUNG
DER
AEHNLICHKEITSHYPOTHESE
65
5.1
STROEMUNGSSPEZIFISCHE
VERFEINERUNG
66
5.1.1
ZWEIDIMENSIONALE
UEBERSTROEMUNG
EINES
QUADRATISCHEN
STOERKOERPERS
66
5.1.1.1
CHARAKTERISTISCHE
GEOMETRISCHE
RANDBEDINGUNGEN
UND
PARAMETER
66
5.1.1.2
CHARAKTERISTISCHE
HYDRODYNAMISCHE
RANDBEDINGUNGEN
UND
STOFFGROESSEN
68
5.1.1.3
DIMENSIONSLOSE
FORMULIERUNG
DER
RANDBEDINGUNGEN
70
5.1.2
DRUCKREDUKTION
IN
KOHAERENTEN
TURBULENZSTRUKTUREN
73
5.2
ANLAGENSPEZIFISCHE
VERFEINERUNG
78
5.2.1
ANLAGENSPEZIFISCHE
REORGANISATION
DER
RANDBEDINGUNGEN
79
5.2.2
KEIMSPEKTRUM
AM
ANFANG
DER
MESSSTRECKE
81
6
THEORETISCH-EMPIRISCHE
VORHERSAGE
DES
KAVITATIONSBEGINNS
UND
EXPERIMENTELLE
UEBERPRUEFUNG
89
6.1 MODELLPROGRAMM
89
6.2
THEORETISCH-EMPIRISCHE
VORHERSAGE
DES
KAVITATIONSBEGINNS
91
6.2.1
EXPERIMENTELLE
VORAUSSETZUNGEN
92
6.2.1.1
LASER-DOPPLER-GESCHWINDIGKEITSMESSUNGEN
(LDV)
92
6.2.1.2
DIGITALOPTISCHE
AUSWERTUNG
DES
KEIMSPEKTRUMS
92
6.2.2
UNTERSUCHUNG
DER
ANLAGENSPEZIFISCHEN
PARAMETER
92
6.2.2.1
GRENZSCHICHTDICKE
93
6.2.2.2
TURBULENZNIVEAU
94
6.2.2.3
PARAMETER
DES
KEIMSPEKTRUMS
UND
GASKAVITATION
95
6.2.3
AUSBILDUNG
DER
DRUCKFELDER
98
6.2.3.1
BERECHNUNG
DER
DRUCKFELDER
98
6.2.3.2
MINIMALDRUCK
IM
STROEMUNGSFELD
98
6.2.4
ANLAGENSPEZIFISCHE
AEHNLICHKEITSHYPOTHESE
DES
KAVITATIONSBEGINNS
AM
ZWEIDIMENSIONAL
UEBERSTROEMTEN,
QUADRATISCHEN
STOERKOERPER
100
6.2.4.1
HYDRODYNAMISCHER
TEIL
(VORHANDENE
BELASTUNG)
100
6.2.4.2
ZULAESSIGE
FLUIDSPANNUNG
(WASSERQUALITAET)
109
6.2.4.3
VORHERSAGE
111
6.3
MESSUNG
DES
KAVITATIONSBEGINNS
116
6.3.1
VERSUCHSAUFBAU
116
6.3.2
DARSTELLUNG
DER
MESSERGEBNISSE
116
7
BEURTEILUNG
DER
AEHNLICHKEITSHYPOTHESE
121
7.1
INTERPRETATION
DER
VERBLEIBENDEN
MASSSTABSEFFEKTE
121
7.2
VERGLEICH
MIT
ARBEITEN
ANDERER
AUTOREN
123
7.3
BEANTWORTUNG
DER
AUFGABENSTELLUNG
125
7.4
ZUKUENFTIGER
ENTWICKLUNGSBEDARF
129
8
ZUSAMMENFASSUNG
131
LITERATURVERZEICHNIS
133
INHALTSVERZEICHNIS
XI
ANHANG
A:
EXPERIMENTELLE
ANALYSE
DER
HYDRODYNAMIK:
RELATIVE
SPANNUNGSANTEILE
ANHANG
B
EXPERIMENTELLE
ANALYSE
DER
FLUIDZUSAMMENSETZUNG:
CHARAKTERISTISCHE
RADIEN
UND
RELATIVE
BLASENANZAHL
ANHANG
C.
ARBEITSDIAGRAMME
DER
AEHNLICHKEITSHYPOTHESE:
PARAMETER
DER
HYDRODYNAMISCHEN
SPANNUNG
UND
DES
KRITISCHEN
DRUCKES |
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