Zur physikalischen Modellierung und numerischen Simulation aerothermodynamischer Vorgänge in hypersonischen Strömungen:
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Veröffentlicht: |
1996
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INHALTSVERZEICHNIS
NOMENKLATUR
9
1
EINLEITUNG
13
1.1
HYPERSONISCHE
STROEMUNGEN
.
14
1.2
PHYSIKALISCHE
MODELLIERUNG
UND
NUMERISCHE
SIMULATION
.
15
1.3
ZIELSETZUNG
.
19
1.4
GLIEDERUNG
DER
VORLIEGENDEN
ARBEIT
.
20
2
PHYSIKALISCHE
MODELLIERUNG
UND
MATHEMATISCHE
BESCHREIBUNG
23
2.1
THERMODYNAMISCHE
ZUSTANDSGROEFIEN
.
23
2.1.1
VORBEMERKUNGEN
.
23
2.1.2
KLASSISCHE
THERMODYNAMIK
.
24
2.1.3
STATISTISCHE
THERMODYNAMIK
.
27
2.1.4
THERMODYNAMISCHES
MODELL
FUER
LUFT
.
30
2.2 DIE
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
.
30
2.2.1
VORBEMERKUNGEN
.
30
2.2.2
ALLGEMEINE
FORM
DER
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
.
31
2.2.3
KONTINUITAETSGLEICHUNG
.
32
2.2.4
IMPULSGLEICHUNGEN
.
33
2.2.5
ENERGIEGLEICHUNG
.
33
2.2.6
KONTINUITAETSGLEICHUNGEN
FUER
GASKOMPONENTEN
.
35
2.2.7
DIE
MODELLGLEICHUNGEN
.
36
6
INHALTSVERZEICHNIS
2.3
CHEMISCHE
REAKTIONEN
.
37
2.3.1
VORBEMERKUNGEN
.
37
2.3.2
PRODUKTIONSGLEICHUNGEN
.
38
2.3.3
DAMKOEHLER-ZAHL
.
41
2.3.4
CHEMISCHES
GLEICHGEWICHT
.
44
2.3.5
CHEMISCH
REAGIENDE
HYPERSCHALLSTROEMUNGEN
.
45
2.4
RANDBEDINGUNGEN
.
51
2.4.1
VORBEMERKUNGEN
.
51
2.4.2
FERNFELD-RANDBEDINGUNGEN
.
51
2.4.3
AUSSTROEM-RANDBEDINGUNGEN
.
52
2.4.4
FESTKOERPER-RANDBEDINGUNGEN
.
52
2.4.5
KATALYZITAET
.
54
2.4.6
DISKUSSION
DER
FESTKOERPER-RANDBEDINGUNGEN
.
56
2.5
MOLEKULARE
TRANSPORTKOEFFIZIENTEN
.
61
2.5.1
VORBEMERKUNGEN
.
61
2.5.2
INTERMOLEKULARE
WECHSELWIRKUNG
.
61
2.5.3
SUTHERLAND-FICK-MODELL
.
62
2.5.4
ALLGEMEINES
GASKINETISCHES
MODELL
.
63
2.5.5
STRAUB-MODELL
.
66
2.5.6
VALIDIERUNG
DER
VERSCHIEDENEN
MODELLE
.
70
2.5.7
VERWENDUNG
VON
AHNLICHKEITSPARAMETEM
.
75
3
NUMERISCHE
SIMULATION
81
3.1
VORBEMERKUNGEN
.
81
3.2
INTEGRATION
DER
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
.
82
3.2.1
DISKRETISIERUNG
DER
ZEITABLEITUNG
.
82
3.2.2
RAEUMLICHE
DISKRETISIERUNG
.
83
3.2.3
EXPLIZITES
TAYLOR-GALERKIN-VERFAHREN
.
84
3.2.4
LINEARES
GLEICHUNGSSYSTEM
.
86
INHALTSVERZEICHNIS
7
3.2.5
ITERATION
MIT
DIAGONALISIERTER
MASSENMATRIX
.
86
3.2.6
KUENSTLICHE
VISKOSITAET
.
86
3.2.7
STABILITAET
-
LOKALES
ZEITSCHRITTVERFAHREN
.
88
3.2.8
ANWENDUNG
DES
LOKALEN
ZEITSCHRITTVERFAHRENS
.
89
3.3
NUMERISCHE
BEHANDLUNG
CHEMISCHER
REAKTIONEN
.
91
3.3.1
INTEGRATION
DER
VOLUMENQUELLEN
.
91
3.3.2
ADAPTIVE
ANWENDUNG
VERSCHIEDENER
INTEGRATIONSTECHNIKEN
.
.
92
3.3.3
ANWENDUNG
DES
ADAPTIVEN
VERFAHRENS
AUF
EINE
KEILSTROEMUNG
.
94
3.3.4
BERECHNUNG
DER
GLEICHGEWICHTSZUSAMMENSETZUNG
.
97
3.4
VALIDIERUNG
DES
NUMERISCHEN
VERFAHRENS
.
97
4
METHODE
DER
ADAPTIVEN
OPERATOREN
99
4.1
EINFUEHRUNG
.
99
4.2
DEFINITION
PHYSIKALISCHER
OPERATOREN
.
101
4.2.1
PHYSIKALISCHE
FLUSSOPERATOREN
.
101
4.2.2
PHYSIKALISCHER
QUELLOPERATOR
.
104
4.3
DEFINITION
NUMERISCHER
OPERATOREN
.
104
4.3.1
LINEARES
GLEICHUNGSSYSTEM
.
104
4.3.2
DISKRETE
FLUSSOPERATOREN
.
105
4.3.3
DISKRETER
QUELLOPERATOR
.
106
4.4
AKTIVIERUNG
DER
NUMERISCHEN
OPERATOREN
.
107
4.4.1
AKTIVIERUNG
DER
FLUSSOPERATOREN
.
108
4.4.2
AKTIVIERUNG
DES
QUELLOPERATORS
.
110
4.5
ADAPTIVER
ALGORITHMUS
.
110
4.6
STUDIEN
ZUR
METHODE
DER
ADAPTIVEN
OPERATOREN
.
113
4.6.1
REIBUNGSFREIE
STROEMUNG
UEBER
EINE
DOPPELELLIPSE
.
113
4.6.2
VISKOSE,
CHEMISCH
REAGIERENDE
STROEMUNG
UEBER
EINE
DOPPELEL
LIPSE
121
4.6.3
HYPERSONISCHE,
REIBUNGSFREIE
STROEMUNG
UM
EINE
HERMES
KONFIGURATION
.
129
8
INHALTSVERZEICHNIS
5
PARALLELRECHNEN
IN
DER
STROEMUNGSSIMULATION
141
5.1
EINFUEHRUNG
.
141
5.1.1
PARALLELITAET
BEI
NUMERISCHER
STROEMUNGSSIMULATION
.
142
5.1.2
ELEMENTARE
LEISTUNGSASPEKTE
.
143
5.2
ZIELSYSTEME
.
147
5.2.1
PARSYTEC
MC-3
DE,
PARSYTEC
SC
.
147
5.2.2
INTEL
PARAGON
.
;
.
148
5.3
STROEMUNGSSIMULATION
AUF
PARALLELRECHNERN
.
150
5.3.1
PARALLELER
NETZGENERATOR
.
150
5.3.2
PARALLELER
FINITE-ELEMENT-ALGORITHMUS
.
154
5.4
BENCHMARKMESSUNGEN
-
HYPERSONISCHE
ZYLINDERUMSTROEMUNG
.
158
5.5
ANWENDUNG
DER
METHODE
DER
ADAPTIVEN
OPERATOREN
.
164
5.5.1
ADAPTIVE
UMVERTEILUNG
NUMERISCHER
OPERATOREN
.
166
5.6
FALLSTUDIE
-
HYPERSONISCHE
STROEMUNG
UM
EINEN
ZYLINDER
.
169
6
ZUSAMMENFASSUNG
175
A
KONSTANTEN
IM
REAKTIONSMODELL
179
LITERATURVERZEICHNIS
181
LEBENSLAUF
187 |
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