Verfügbarkeit: Grenzschicht-Theorie

Grenzschicht-Theorie: mit 22 Tabellen

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Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Schlichting, Hermann 1907-1982 (VerfasserIn), Gersten, Klaus 1929- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin [u.a.] Springer 1997
Ausgabe:	9., völlig neubearb. und erw. Aufl.
Schlagworte:	Grenzschichttheorie Strömungsmechanik Grenzschicht Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	Literaturverz. S. [767] - 844
Beschreibung:	XXII, 851 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	354055744X

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adam_text	HERRMANN SCHLICHTING * KLAUS GERSTEN GRENZSCHICHT-THEORIE UNTER MITARBEIT VON EGON KRAUSE UND HERBERT OERTEL JR. 9., VOELLIG NEUBEARBEITETE UND ERWEITERTE AUFLAGE MIT 282 ABBILDUNGEN UND 22 TABELLEN SPRINGER INHALTSVERZEICHNIS EINLEITUNG XVN TEIL A: GRUNDLAGEN DER STROEMUNGEN MIT REIBUNG 1 EINIGE GRUNDZUEGE DER STROEMUNGEN MIT REIBUNG 1 1.1 WIRKLICHE UND IDEALE FLUIDE 1 1.2 VISKOSITAET 2 1.3 REYNOLDS-ZAHL 4 1.4 LAMINARE UND TURBULENTE STROEMUNGEN 12 1.5 ASYMPTOTISCHES VERHALTEN FUER GROSSE REYNOLDS-ZAHLEN . . 13 1.6 VERGLEICH VON MESSUNGEN MIT DER REIBUNGSFREIEN GRENZLOESUNG 14 1.7 ZUSAMMENFASSUNG 26 2 GRUNDZUEGE DER GRENZSCHICHT-THEORIE 29 2.1 GRENZSCHICHT-KONZEPT 29 2.2 LAMINARE GRENZSCHICHT AN DER LAENGSANGESTROEMTEN EBENEN PLATTE 30 2.3 TURBULENTE GRENZSCHICHT AN DER LAENGSANGESTROEMTEN EBENEN PLATTE 34 2.4 AUSGEBILDETE TURBULENTE STROEMUNG IM ROHR 38 2.5 GRENZSCHICHT AM TRAGFLUEGELPROFIL 39 2.6 ABLOESUNG DER GRENZSCHICHT 40 2.7 UEBERSICHT ZUM FOLGENDEN STOFF 52 3 FELDGLEICHUNGEN FUER DIE STROEMUNGEN NEWTONSCHER FLUIDE . . . 53 3.1 BESCHREIBUNG VON STROEMUNGSFELDERN 53 3.2 KONTINUITAETSGLEICHUNG 54 3.3 IMPULSGLEICHUNG 55 3.4 ALLGEMEINER SPANNUNGSZUSTAND VERFORMBARER KOERPER . . . 56 3.5 ALLGEMEINER VERFORMUNGSZUSTAND STROEMENDER FLUIDE . . . 60 3.6 BEZIEHUNG ZWISCHEN SPANNUNGEN UND VERFORMUNGSGESCHWINDIGKEITEN 66 VLLI INHALTSVERZEICHNIS 3.7 HYPOTHESE VON STOKES 69 3.8 VOLUMENVISKOSITAET UND THERMODYNAMISCHER DRUCK . . . . 70 3.9 NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN 72 3.10 ENERGIEGLEICHUNG 74 3.11 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER BELIEBIGE KOORDINATENSYSTEME (ZUSAMMENFASSUNG) 79 3.12 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER KARTESISCHE KOORDINATEN IN INDEX-SCHREIBWEISE 82 3.13 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN IN SPEZIELLEN KOORDINATENSYSTEMEN 85 4 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER BEWEGUNGSGLEICHUNGEN 89 4.1 AEHNLICHKEITSGESETZE 89 4.2 AEHNLICHKEITSGESETZE FUER STROEMUNGEN MIT AUFTRIEBSKRAEFTEN (GEMISCHTE ERZWUNGENE UND NATUERLICHE KONVEKTION) . . . 93 4.3 AEHNLICHKEITSGESETZE FUER DIE NATUERLICHE KONVEKTION . . . . 97 4.4 WIRBELTRANSPORTGLEICHUNG 98 4.5 GRENZFALL SEHR KLEINER REYNOLDS-ZAHLEN 100 4.6 GRENZFALL SEHR GROSSER REYNOLDS-ZAHLEN 101 4.7 MATHEMATISCHES BEISPIEL ZUM GRENZUEBERGANG RE * OO . 104 4.8 MEHRDEUTIGKEIT DER LOESUNGEN DER NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN 107 5 EXAKTE LOESUNGEN DER NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN 10 9 5.1 STATIONAERE EBENE STROEMUNGEN 110 5.1.1 COUETTE-POISEUILLE-STROEMUNGEN 110 5.1.2 JEFFERY-HAMEL-STROEMUNGEN (AUSGEBILDETE DUESEN- UND DIFFUSOR-STROEMUNGEN) 112 5.1.3 EBENE STAUPUNKTSTROEMUNG 119 5.1.4 PARABEL-UMSTROEMUNG 125 5.1.5 KREISZYLINDER-UMSTROEMUNG 126 5.2 , STATIONAERE AXIALSYMMETRISCHE STROEMUNGEN 126 5.2.1 KREISROHR-STROEMUNG (HAGEN-POISEUILLE-STROEMUNG) . 126 5.2.2 STROEMUNG ZWISCHEN ZWEI KONZENTRISCHEN ROTIERENDEN ZYLINDERN 127 5.2.3 AXIALSYMMETRISCHE STAUPUNKTSTROEMUNG 128 5.2.4 STROEMUNG AN EINER ROTIERENDEN SCHEIBE 130 5.2.5 AXIALSYMMETRISCHER FREISTRAHL 135 5.3 INSTATIONAERE EBENE STROEMUNGEN 136 5.3.1 STROEMUNG AN EINER PLOETZLICH IN GANG GESETZTEN EBE- NEN WAND (ERSTES STOKESSCHES PROBLEM) 137 5.3.2 STROEMUNG AN EINER OSZILLIERENDEN WAND (ZWEITES STOKESSCHES PROBLEM) 140 5.3.3 ZEITLICHER ANLAUF DER COUETTE-STROEMUNG 141 INHALTSVERZEICHNIS IX 5.3.4 INSTATIONAERE ASYMPTOTISCHE ABSAUGUNG 142 5.3.5 INSTATIONAERE EBENE STAUPUNKTSTROEMUNG 143 5.3.6 OSZILLIERENDE KANALSTROEMUNG 149 5.4 INSTATIONAERE AXIALSYMMETRISCHE STROEMUNGEN 151 5.4.1 ZEITLICHER WIRBELZERFALL 151 5.4.2 INSTATIONAERE ROHRSTROEMUNG 152 5.5 ZUSAMMENFASSUNG 153 TEIL B: LAMINARE GRENZSCHICHTEN 6 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN DER EBENEN STROEMUNG; PLATTENGRENZSCHICHT 155 6.1 AUFSTELLUNG DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 155 6.2 WANDREIBUNG, ABLOESUNG UND VERDRAENGUNG 160 6.3 DIMENSIONSBEHAFTETE DARSTELLUNG DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 164 6.4 REIBUNGSWIDERSTAND 166 6.5 PLATTENGRENZSCHICHT 167 7 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN UND EXAKTE LOESUNGEN DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER EBENE STROEMUNGEN 179 7.1 WANDBINDUNG 180 7.2 AEHNLICHE LOESUNGEN DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN . . . . 181 7.2.1 HERLEITUNG DER GEWOEHNLICHEN DIFFERENTIALGLEICHUNG 181 A. GRENZSCHICHTEN MIT AUSSENSTROEMUNGEN . . . . 184 B. GRENZSCHICHTEN OHNE AUSSENSTROEMUNG 187 7.2.2 KEILSTROEMUNGEN 187 7.2.3 STROEMUNG IM KONVERGENTEN KANAL 189 7.2.4 TRENNUNGSSCHICHT 190 7.2.5 GEZOGENE PLATTE 192 7.2.6 FREISTRAHL 193 7.2.7 WANDSTRAHL 195 7.3 TRANSFORMATION DER KOORDINATEN 197 7.3.1 GOERTLER-TRANSFORMATION 197 7.3.2 V. MISES-TRANSFORMATION 198 7.3.3 CROCCO-TRANSFORMATION 200 7.4 REIHENENTWICKLUNGEN DER LOESUNGEN 200 7.4.1 BLASIUS-REIHE 200 7.4.2 GOERTLER-REIHE 202 7.5 ASYMPTOTISCHES VERHALTEN DER LOESUNGEN STROMABWAERTS . . 202 7.5.1 NACHLAUF HINTER EBENEN KOERPERN 203 INHALTSVERZEICHNIS 7.5.2 GRENZSCHICHT AN EINER BEWEGTEN WAND 206 7.6 INTEGRALSAETZE DER GRENZSCHICHT 207 7.6.1 IMPULSSATZ DER GRENZSCHICHT 207 7.6.2 ENERGIESATZ 209 7.6.3 IMPULSMOMENTENSAETZE 210 8 NAEHERUNGSVERFAHREN ZUR LOESUNG DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER STATIONAERE EBENE STROEMUNGEN 213 8.1 INTEGRALVERFAHREN 214 8.2 ABLOESUNGSKRITERIUM NACH STRATFORD 220 8.3 VERGLEICH DER LOESUNGEN DES NAEHERUNGSVERFAHRENS MIT EXAKTEN LOESUNGEN 221 8.3.1 VERZOEGERTE STAUPUNKTSTROEMUNG 221 8.3.2 DIVERGENTER KANAL (DIFFUSOR) 223 8.3.3 KREISZYLINDER-STROEMUNG 224 8.3.4 SYMMETRISCHE STROEMUNG UM EIN JOUKOWSKY-PROFIL . 227 9 TEMPERATURGRENZSCHICHTEN OHNE KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 229 9.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER DAS TEMPERATURFELD 229 9.2 ERZWUNGENE KONVEKTION BEI KONSTANTEN STOFFWERTEN . . . 232 9.3 EINFLUSS DER PRANDTL-ZAHL 235 9.4 AEHNLICHE LOESUNGEN DER TEMPERATURGRENZSCHICHT- GLEICHUNGEN 239 9.5 INTEGRALVERFAHREN ZUR BERECHNUNG DES WAERMEUEBERGANGES . 244 9.6 EINFLUSS DER DISSIPATION; VERTEILUNG DER ADIABATEN WANDTEMPERATUR 247 10 GRENZSCHICHTEN MIT KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 253 10.1 VORBEMERKUNG 253 10.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 254 10.3 GRENZSCHICHTEN MIT MAESSIGEM WAERMEUEBERGANG (OHNE SCHWERKRAFTEINFLUSS) 256 10.3.1 STOERUNGSRECHNUNG 256 10.3.2 METHODE DER STOFFWERTVERHAELTNISSE (TEMPERATURVERHAELTNISSE) 259 10.3.3 METHODE DER REFERENZTEMPERATUR 263 10.4 KOMPRESSIBLE GRENZSCHICHTEN (OHNE SCHWERKRAFTEINFLUSS) . 264 10.4.1 AUFGABENSTELLUNG UND STOFFGESETZE 264 10.4.2 EINFACHE LOESUNGEN DER ENERGIEGLEICHUNG . . . . 267 10.4.3 TRANSFORMATION DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN . . . 269 10.4.4 AEHNLICHE LOESUNGEN 272 INHALTSVERZEICHNIS XI 10.4.5 INTEGRALVERFAHREN 281 10.4.6 GRENZSCHICHTEN BEI HYPERSCHALLSTROEMUNGEN . . . . 286 10.5 NATUERLICHE KONVEKTION 288 10.5.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 288 10.5.2 TRANSFORMATION DER GRENZSCHICHT-GLEICHUNGEN . . 294 10.5.3 GRENZFALL GROSSER PRANDTL-ZAHLEN (T W = CONST) . . 295 10.5.4 AEHNLICHE LOESUNGEN 297 10.5.5 ALLGEMEINE LOESUNGEN 301 10.5.6 VARIABLE STOFFWERTE 303 10.5.7 EINFLUSS DER DISSIPATION 305 10.6 INDIREKTE NATUERLICHE KONVEKTION 306 10.7 GEMISCHTE KONVEKTION 309 11 GRENZSCHICHTBEEINFLUSSUNG (ABSAUGEN/AUSBLASEN) 315 11.1 DIE VERSCHIEDENEN ARTEN DER GRENZSCHICHTBEEINFLUSSUNG . 315 11.2 KONTINUIERLICHES ABSAUGEN BZW. AUSBLASEN 320 11.2.1 GRUNDLAGEN 320 11.2.2 MASSIVES ABSAUGEN 322 11.2.3 MASSIVES AUSBLASEN 324 11.2.4 AEHNLICHE LOESUNGEN 327 11.2.5 ALLGEMEINE LOESUNGEN 332 1. PLATTENSTROEMUNG MIT HOMOGENEM ABSAUGEN BZW. AUSBLASEN 333 2. TRAGFLUEGELPROFIL 335 11.2.6 AUSBLASEN UND ABSAUGEN BEI NATUERLICHER KONVEKTION 336 11.3 ZWEISTOFFGRENZSCHICHTEN 337 11.3.1 UEBERBLICK 337 11.3.2 GRUNDGLEICHUNGEN 338 11.3.3 ANALOGIE ZWISCHEN WAERME- UND STOFFUEBERTRAGUNG . 343 11.3.4 AEHNLICHE LOESUNGEN 344 12 AXIALSYMMETRISCHE UND DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN . . . 347 12.1 AXIALSYMMETRISCHE GRENZSCHICHTEN 347 12.1.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 347 12.1.2 MANGLER-TRANSFORMATION 349 12.1.3 GRENZSCHICHTEN AN ROTATIONSKOERPERN OHNE ROTATION 351 12.1.4 GRENZSCHICHTEN AN ROTATIONSKOERPERN MIT ROTATION 354 12.1.5 FREISTRAHLEN UND NACHLAUF 358 12.2 DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 362 12.2.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 362 XLL INHALTSVERZEICHNIS 12.2.2 GRENZSCHICHTEN AM ZYLINDER 368 12.2.3 GRENZSCHICHTEN AM SCHIEBENDEN ZYLINDER . . . . 369 12.2.4 DREIDIMENSIONALER STAUPUNKT 371 12.2.5 GRENZSCHICHTEN IN SYMMETRIE-EBENEN 372 12.2.6 ALLGEMEINE KONFIGURATIONEN 373 13 INSTATIONAERE GRENZSCHICHTEN 377 13.1 GRUNDLAGEN 377 13.1.1 VORBEMERKUNG 377 13.1.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 379 13.1.3 AEHNLICHE UND HALBAEHNLICHE LOESUNGEN 380 13.1.4 LOESUNGEN FUER KLEINE ZEITEN BZW. GROSSE FREQUENZEN 380 13.1.5 ABLOESUNG INSTATIONAERER GRENZSCHICHTEN 382 13.1.6 INTEGRALSAETZE UND INTEGRALVERFAHREN 383 13.2 INSTATIONAERE BEWEGUNG VON KOERPERN IN RUHENDER UMGEBUNG 383 13.2.1 ANFAHRVORGAENGE 383 13.2.2 OSZILLATION VON KOERPERN IN RUHENDER UMGEBUNG . 391 13.3 INSTATIONAERE GRENZSCHICHTEN BEI EINER STATIONAEREN GRUNDSTROEMUNG 395 13.3.1 PERIODISCHE AUSSENSTROEMUNG 395 13.3.2 STATIONAERE STROEMUNG MIT SCHWACHER PERIODISCHER STOERUNG 397 13.3.3 ZEITLICHER UEBERGANG ZWISCHEN ZWEI NUR WENIG VERSCHIEDENEN STATIONAEREN GRENZSCHICHTEN . . . . 399 13.4 KOMPRESSIBLE INSTATIONAERE GRENZSCHICHTEN 400 13.4.1 VORBEMERKUNG 400 13.4.2 GRENZSCHICHT HINTER EINER STOSSWELLE 401 13.4.3 LAENGSTANGESTROEMTE EBENE PLATTE BEI ZEITLICH VERAENDERLICHER AUSSENGESCHWINDIGKEIT UND WANDTEMPERATUR 404 14 ERWEITERUNGEN DER PRANDTLSCHEN GRENZSCHICHTTHEORIE 407 14.1 VORBEMERKUNG 407 14.2 GRENZSCHICHTTHEORIE HOEHERER ORDNUNG 409 14.3 HYPERSCHALL-WECHSELWIRKUNG 419 14.4 DREIERDECK-THEORIE 423 14.5 MARGINALE ABLOESUNG 435 14.6 MASSIVE ABLOESUNG 441 INHALTSVERZEICHNIS XLLL TEIL C: UEBERGANG LAMINAR-TURBULENT 15 EINSETZEN DER TURBULENZ (STABILITAETSTHEORIE) 445 15.1 EINIGE EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE UEBER DEN LAMINAR-TURBULENTEN UEBERGANG 445 15.1.1 UEBERGANG BEI DER ROHRSTROEMUNG 445 15.1.2 UEBERGANG IN DER GRENZSCHICHT 450 15.2 GRUNDLAGEN DER STABILITAETSTHEORIE 455 15.2.1 VORBEMERKUNG 455 15.2.2 GRUNDLAGEN DER PRIMAEREN STABILITAETSTHEORIE . . . . 457 15.2.3 ORR-SOMMERFELD-GLEICHUNG 460 15.2.4 BERECHNUNG DER INDIFFERENZKURVE UND DER INDIFFERENZ-REYNOLDS-ZAHL 467 A PLATTENGRENZSCHICHT 469 B EINFLUSS DES DRUCKGRADIENTEN 479 C EINFLUSS DER ABSAUGUNG 493 D EINFLUSS DES WAERMEUEBERGANGES 496 E EINFLUSS DER KOMPRESSIBILITAET 499 F EINFLUSS DER WANDRAUHEIT 505 G WEITERE EINFLUESSE 509 15.3 INSTABILITAET DER GRENZSCHICHT BEI DREIDIMENSIONALEN STOERUNGEN 510 15.3.1 VORBEMERKUNG 510 15.3.2 GRUNDLAGEN DER SEKUNDAEREN STABILITAETSTHEORIE . . . 513 15.3.3 GRENZSCHICHTEN AN GEKRUEMMTEN WAENDEN 516 15.3.4 GRENZSCHICHT AN DER ROTIERENDEN SCHEIBE 522 15.3.5 DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 524 15.4 LOKALE STOERUNGEN 529 TEIL D: TURBULENTE GRENZSCHICHTEN \|, 16 GRUNDZUEGE DER TURBULENTEN STROEMUNGEN 533 16.1 VORBEMERKUNG 533 16.2 MITTLERE BEWEGUNG UND SCHWANKUNGSBEWEGUNG 535 16.3 GRUNDGLEICHUNGEN FUER DIE MITTLERE BEWEGUNG TURBULENTER STROEMUNGEN 539 16.3.1 KONTINUITAETSGLEICHUNG 539 16.3.2 IMPULSGLEICHUNGEN (REYNOLDS-GLEICHUNGEN) . . . 539 16.3.3 GLEICHUNG FUER DIE KINETISCHE ENERGIE DER TURBULENTEN SCHWANKUNGSBEWEGUNG (FC-GLEICHUNG) 542 16.3.4 THERMISCHE ENERGIEGLEICHUNG 544 XIV INHALTSVERZEICHNIS 16.4 SCHLIESSUNGSPROBLEM 546 16.5 BESCHREIBUNG DER TURBULENTEN SCHWANKUNGSBEWEGUNG . . 547 16.5.1 KORRELATIONEN 547 16.5.2 SPEKTREN UND TURBULENZBALLEN 548 16.5.3 TURBULENZ DER AUSSENSTROEMUNG 550 16.5.4 BERANDUNG TURBULENTER GEBIETE UND INTERMITTENZ . 551 16.6 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER EBENE STROEMUNGEN 553 17 DURCHSTROEMUNGEN 557 17.1 COUETTE-STROEMUNG 557 17.1.1 ZWEISCHICHTEN-STRUKTUR DES GESCHWINDIGKEITSFELDES UND LOGARITHMISCHES UEBERLAPPUNGSGESETZ 557 17.1.2 UNIVERSELLE WANDGESETZE 563 17.1.3 WIDERSTANDSGESETZ 575 17.1.4 TURBULENZ-MODELLE 577 17.1.5 WAERMEUEBERTRAGUNG 581 17.2 AUSGEBILDETE DURCHSTROEMUNGEN (A = CONST) 583 17.2.1 KANALSTROEMUNG 583 17.2.2 COUETTE-POISEUILLE-STROEMUNGEN 584 17.2.3 ROHRSTROEMUNG 590 17.3 SCHLANKKANAL-THEORIE 595 18 TURBULENTE GRENZSCHICHTEN OHNE KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 599 18.1 TURBULENZ-MODELLE 599 18.1.1 VORBEMERKUNG 599 18.1.2 ALGEBRAISCHE TURBULENZMODELLE 601 18.1.3 TURBULENTE ENERGIEGLEICHUNG 603 18.1.4 ZWEIGLEICHUNGS-MODELLE 605 18.1.5 REYNOLDS-SPANNUNGS-MODELLE 607 18.1.6 MODELLE FUER DIE WAERMEUEBERTRAGUNG 611 18.1.7 NIEDRIG-REYNOLDS-ZAHL-MODELLE 613 18.1.8 GROBSTRUKTUR-SIMULATION UND DIREKTE SIMULATION . 614 18.2 ANLIEGENDE GRENZSCHICHTEN 616 18.2.1 SCHICHTENSTRUKTUR 616 18.2.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN IN DEFEKT-FORMULIERUNG . 617 18.2.3 WIDERSTANDSGESETZ UND KENNGROESSEN DER GRENZSCHICHT 621 18.2.4 GLEICHGEWICHTSGRENZSCHICHTEN 624 18.2.5 GRENZSCHICHT AN DER LAENGSANGESTROEMTEN EBENEN PLATTE 627 18.3 GRENZSCHICHTEN MIT ABLOESUNG 633 18.3.1 STRATFORD-STROEMUNG 633 INHALTSVERZEICHNIS XV 18.3.2 QUASI-GLEICHGEWICHTSGRENZSCHICHTEN 635 18.4 BERECHNUNG EBENER GRENZSCHICHTEN MIT INTEGRALVERFAHREN . 639 18.4.1 DIREKTES VERFAHREN 639 18.4.2 INVERSES VERFAHREN 642 18.5 BERECHNUNG EBENER GRENZSCHICHTEN MIT FELDVERFAHREN . . 644 18.5.1 ANLIEGENDE GRENZSCHICHTEN 644 18.5.2 GRENZSCHICHTEN MIT ABLOESUNG 647 18.5.3 NIEDRIG-REYNOLDSZAHL-TURBULENZMODELLE 648 18.5.4 ZUSAETZLICHE EINFLUESSE 649 18.6 BERECHNUNG THERMISCHER GRENZSCHICHTEN 652 18.6.1 GRUNDLAGEN 652 18.6.2 BERECHNUNG THERMISCHER GRENZSCHICHTEN MIT FELDVERFAHREN 655 19 TURBULENTE GRENZSCHICHTEN MIT KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 657 19.1 GRUNDGLEICHUNGEN 657 19.1.1 ZEITLICHE MITTELUNG BEI VARIABLER DICHTE 657 19.1.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 659 19.2 KOMPRESSIBLE TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 663 19.2.1 TEMPERATURFELD 663 19.2.2 UEBERLAPPUNGSGESETZ 665 19.2.3 REIBUNGSBEIWERT UND NUSSELT-ZAHL 668 19.2.4 INTEGRALVERFAHREN FUER ADIABATE WAENDE 670 19.2.5 FELDVERFAHREN 672 19.2.6 STOSS-GRENZSCHICHT-INTERFERENZ 672 19.3 NATUERLICHE KONVEKTION 674 20 AXIALSYMMETRISCHE UND DREIDIMENSIONALE TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 679 20.1 AXIALSYMMETRISCHE GRENZSCHICHTEN 679 20.1.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 679 20.1.2 GRENZSCHICHTEN OHNE KOERPERROTATION 680 20.1.3 GRENZSCHICHTEN MIT KOERPERROTATION 682 20.2 DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 685 20.2.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 685 20.2.2 BERECHNUNGSVERFAHREN 690 20.2.3 BEISPIELE 691 21 INSTATIONAERE TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 693 21.1 MITTELUNG UND GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 693 21.2 BERECHNUNGSVERFAHREN 697 21.3 BEISPIELE 698 XVI INHALTSVERZEICHNIS 22 TURBULENTE FREIE SCHERSTROEMUNGEN 701 22.1 VORBEMERKUNG 701 22.2 GLEICHUNGEN FUER EBENE FREIE SCHERSCHICHTEN 703 22.3 EBENER FREISTRAHL 708 22.3.1 GLOBALE BILANZEN 708 22.3.2 FERNFELD 709 22.3.3 NAHFELD 714 22.3.4 EFFEKTE HOEHERER ORDNUNG 715 22.4 TRENNUNGSSCHICHT 716 22.5 EBENER NACHLAUF 718 22.6 AXIALSYMMETRISCHE FREIE SCHERSTROEMUNGEN 721 22.6.1 GRUNDGLEICHUNGEN 721 22.6.2 FREISTRAHL 722 22.6.3 NACHLAUF 724 22.7 AUFTRIEBSSTRAHLEN 725 22.7.1 EBENER AUFTRIEBSSTRAHL 725 22.7.2 AXIALSYMMETRISCHER AUFTRIEBSSTRAHL 727 22.8 EBENER WANDSTRAHL 727 TEIL : NUMERISCHE VERFAHREN DER GRENZSCHICHT-THEORIE 23 NUMERISCHE INTEGRATION DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 731 23.1 LAMINARE GRENZSCHICHTEN 731 23.1.1 VORBEMERKUNG 731 23.1.2 BEMERKUNGEN ZU DEN GRENZSCHICHT- TRANSFORMATIONEN 733 23.1.3 EXPLIZITE UND IMPLIZITE DISKRETISIERUNG 734 23.1.4 LOESUNG DER IMPLIZITEN DIFFERENZENGLEICHUNGEN . . 738 23.1.5 INTEGRATION DER KONTINUITAETSGLEICHUNG 740 23.1.6 ERMITTLUNG DES GRENZSCHICHTRANDES UND DER WANDSCHUBSPANNUNG 740 23.1.7 INTEGRATION DER TRANSFORMIERTEN GRENZSCHICHT- GLEICHUNG MIT DEM BOX-SCHEMA 741 23.2 TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 745 23.2.1 METHODE DER WANDFUNKTIONEN 745 23.2.2 NIEDRIG-REYNOLDSZAHL-TURBULENZMODELLE 750 23.3 INSTATIONAERE GRENZSCHICHTEN 751 23.4 STATIONAERE DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 753 VERZEICHNIS HAEUFIG VERWENDETER FORMELZEICHEN 759 LITERATUR- UND NAMENSVERZEICHNIS 767 SACHVERZEICHNIS 845
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