Grenzschicht-Theorie: mit 22 Tabellen
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| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2006
|
| Ausgabe: | 10., überarb. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Auch als Internetausgabe |
| Beschreibung: | XXIII, 799 S. Ill., graph. Darst. 24 cm |
| ISBN: | 3540230041 9783540230045 |
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| adam_text | H.SCHLICHTING K.GERSTEN GRENZSCHICHT- THEORIE UNTER MITARBEIT VON EGON
KRAUSE UND HERBERT OERTEL JR. 10., UEBERARBEITETE AUFLAGE MIT 286
ABBILDUNGEN UND 22TABELLEN FYJ SPRINGER INHALTSVERZEICHNIS EINLEITUNG
XIX 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
9 1.5 ASYMPTOTISCHES VERHALTEN FUER GROSSE REYNOLDS-ZAHLEN 12 1.6
VERGLEICH VON MESSUNGEN MIT DER REIBUNGSFREIEN GRENZLOESUNG ... 13 1.7
ZUSAMMENFASSUNG 24 2 GRUNDZUEGE DER GRENZSCHICHT-THEORIE 27 2.1
GRENZSCHICHT-KONZEPT 27 2.2 LAMINARE GRENZSCHICHT AN DER
LAENGSANGESTROEMTEN EBENEN PLATTE .. 28 2.3 TURBULENTE GRENZSCHICHT AN DER
LAENGSANGESTROEMTEN EBENEN PLATTE . 31 2.4 AUSGEBILDETE TURBULENTE
STROEMUNG IM ROHR 34 2.5 GRENZSCHICHT AM TRAGFLUEGELPROFIL 35 2.6 ABLOESUNG
DER GRENZSCHICHT 37 2.7 UEBERSICHT ZUM FOLGENDEN STOFF 47 3
FELDGLEICHUNGEN FUER DIE STROEMUNGEN NEWTONSCHER FLUIDE 49 3.1
BESCHREIBUNG VON STROEMUNGSFELDERN 49 3.2 KONTINUITAETSGLEICHUNG 50 3.3
IMPULSGLEICHUNG 50 3.4 ALLGEMEINER SPANNUNGSZUSTAND VERFORMBARER KOERPER
52 3.5 ALLGEMEINER VERFORMUNGSZUSTAND STROEMENDER FLUIDE 55 3.6 BEZIEHUNG
ZWISCHEN SPANNUNGEN UND VERFORMUNGSGESCHWINDIGKEITEN 61 3.7 HYPOTHESE
VON STOKES 63 3.8 VOLUMENVISKOSITAET UND THERMODYNAMISCHER DRUCK 64 3.9
NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN 66 3.10 ENERGIEGLEICHUNG 68 INHALTSVERZEICHNIS
3.11 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER BELIEBIGE KOORDINATENSYSTEME
(ZUSAMMENFASSUNG) 72 3.12 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER KARTESISCHE
KOORDINATEN IN INDEX-SCHREIBWEISE 76 3.13 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN IN
SPEZIELLEN KOORDINATENSYSTEMEN 77 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN 83 4.1 AEHNLICHKEITSGESETZE 83 4.2
AEHNLICHKEITSGESETZE FUER STROEMUNGEN MIT AUFTRIEBSKRAEFTEN (GEMISCHTE
ERZWUNGENE UND NATUERLICHE KONVEKTION) 87 4.3 AEHNLICHKEITSGESETZE FUER DIE
NATUERLICHE KONVEKTION 90 4.4 WIRBELTRANSPORTGLEICHUNG 92 4.5 GRENZFALL
SEHR KLEINER REYNOLDS-ZAHLEN 94 4.6 GRENZFALL SEHR GROSSER
REYNOLDS-ZAHLEN 94 4.7 MATHEMATISCHES BEISPIEL ZUM GRENZUEBERGANG RE - *
OO 97 4.8 MEHRDEUTIGKEIT DER LOESUNGEN DER NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN ...
99 EXAKTE LOESUNGEN DER NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN 101 5.1 STATIONAERE
EBENE STROEMUNGEN 101 5.1.1 COUETTE-POISEUILLE-STROEMUNGEN 101 5.1.2
JEFFERY-HAMEL-STROEMUNGEN (AUSGEBILDETE DUESEN- UND DIFFUSOR-STROEMUNGEN)
104 5.1.3 EBENE STAUPUNKTSTROEMUNG 110 5.1.4 PARABEL-UMSTROEMUNG 115 5.1.5
KREISZYLINDER-UMSTROEMUNG 117 5.2 STATIONAERE AXIALSYMMETRISCHE STROEMUNGEN
117 5.2.1 KREISROHR-STROEMUNG (HAGEN-POISEUILLE-STROEMUNG) 117 5.2.2
STROEMUNG ZWISCHEN ZWEI KONZENTRISCHEN ROTIERENDEN ZYLINDERN 118 5.2.3
AXIALSYMMETRISCHE STAUPUNKTSTROEMUNG 118 5.2.4 STROEMUNG AN EINER
ROTIERENDEN SCHEIBE 120 5.2.5 AXIALSYMMETRISCHER FREISTRAHL 125 5.3
INSTATIONAERE EBENE STROEMUNGEN 126 5.3.1 STROEMUNG AN EINER PLOETZLICH IN
GANG GESETZTEN EBENEN WAND (ERSTES STOKESSCHES PROBLEM) 127 5.3.2
STROEMUNG AN EINER OSZILLIERENDEN WAND (ZWEITES STOKESSCHES PROBLEM) 129
5.3.3 ZEITLICHER ANLAUF DER COUETTE-STROEMUNG 130 5.3.4 INSTATIONAERE
ASYMPTOTISCHE ABSAUGUNG 131 5.3.5 INSTATIONAERE EBENE STAUPUNKTSTROEMUNG
132 5.3.6 OSZILLIERENDE KANALSTROEMUNG 138 5.4 INSTATIONAERE
AXIALSYMMETRISCHE STROEMUNGEN 140 5.4.1 ZEITLICHER WIRBELZERFALL 140
INHALTSVERZEICHNIS XI 5.4.2 INSTATIONAERE ROHRSTROEMUNG 141 5.5
ZUSAMMENFASSUNG 142 TEIL B: LAMINARE GRENZSCHICHTEN 6
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN DER EBENEN STROEMUNG; PLATTENGRENZSCHICHT 145 6.1
AUFSTELLUNG DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 145 6.2 WANDREIBUNG, ABLOESUNG
UND VERDRAENGUNG 150 6.3 DIMENSIONSBEHAFTETE DARSTELLUNG DER
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN .. 152 6.4 REIBUNGSWIDERSTAND 155 6.5
PLATTENGRENZSCHICHT 156 7 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN UND EXAKTE LOESUNGEN
DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER EBENE STROEMUNGEN 167 7.1 WANDBINDUNG 167
7.2 AEHNLICHE LOESUNGEN DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 169 7.2.1 HERLEITUNG
DER GEWOEHNLICHEN DIFFERENTIALGLEICHUNG 169 A GRENZSCHICHTEN MIT
AUSSENSTROEMUNGEN (F/(F) ^ 0) ... 171 B GRENZSCHICHTEN OHNE AUSSENSTROEMUNG
(T/() = 0) .... 174 7.2.2 KEILSTROEMUNGEN 174 7.2.3 STROEMUNG IM
KONVERGENTEN KANAL 176 7.2.4 TRENNUNGSSCHICHT 177 7.2.5 GEZOGENE PLATTE
179 7.2.6 FREISTRAHL 179 7.2.7 WANDSTRAHL 182 7.3 TRANSFORMATION DER
KOORDINATEN 184 7.3.1 GOERTLER-TRANSFORMATION 184 7.3.2 VON
MISES-TRANSFORMATION 185 7.3.3 CROCCO-TRANSFORMATION 186 7.4
REIHENENTWICKLUNGEN DER LOESUNGEN 187 7.4.1 BLASIUS-REIHE 187 7.4.2
GOERTLER-REIHE 189 7.5 ASYMPTOTISCHES VERHALTEN DER LOESUNGEN STROMABWAERTS
189 7.5.1 NACHLAUF HINTER EBENEN KOERPERN 189 7.5.2 GRENZSCHICHT AN EINER
BEWEGTEN WAND 192 7.6 INTEGRALSAETZE DER GRENZSCHICHT 193 7.6.1
IMPULSSATZ DER GRENZSCHICHT 193 7.6.2 ENERGIESATZ 195 7.6.3
IMPULSMOMENTENSAETZE 196 XII INHALTSVERZEICHNIS 8 NAEHERUNGSVERFAHREN ZUR
LOESUNG DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER STATIONAERE EBENE STROEMUNGEN 199
8.1 INTEGRALVERFAHREN 199 8.2 ABLOESUNGSKRITERIUM NACH STRATFORD 205 8.3
VERGLEICH DER LOESUNGEN DES NAEHERUNGSVERFAHRENS MIT EXAKTEN LOESUNGEN 206
8.3.1 VERZOEGERTE STAUPUNKTSTROEMUNG 206 8.3.2 DIVERGENTER KANAL
(DIFFUSOR) 208 8.3.3 KREISZYLINDER-STROEMUNG 209 8.3.4 SYMMETRISCHE
STROEMUNG UM EIN JOUKOWSKY-PROFIL 212 9 TEMPERATURGRENZSCHICHTEN OHNE
KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 213 9.1
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER DAS TEMPERATURFELD 213 9.2 ERZWUNGENE
KONVEKTION BEI KONSTANTEN STOFFWERTEN 215 9.3 EINFLUSS DER PRANDTL-ZAHL
219 9.4 AEHNLICHE LOESUNGEN DER TEMPERATURGRENZSCHICHT-GLEICHUNGEN 222 9.5
INTEGRALVERFAHREN ZUR BERECHNUNG DES WAERMEUEBERGANGES 226 9.6 EINFLUSS DER
DISSIPATION; VERTEILUNG DER ADIABATEN WANDTEMPERATUR 230 10
GRENZSCHICHTEN MIT KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS
TEMPERATURFELD 235 10.1 VORBEMERKUNG 235 10.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN
236 10.3 GRENZSCHICHTEN MIT MAESSIGEM WAERMEUEBERGANG (OHNE
SCHWERKRAFTEINFLUSS) 237 10.3.1 STOERUNGSRECHNUNG 237 10.3.2 METHODE DER
STOFFWERTVERHAELTNISSE (TEMPERATURVERHAELTNISSE) 241 10.3.3 METHODE DER
REFERENZTEMPERATUR 244 10.4 KOMPRESSIBLE GRENZSCHICHTEN (OHNE
SCHWERKRAFTEINFLUSS) 245 10.4.1 AUFGABENSTELLUNG UND STOFFGESETZE 245
10.4.2 EINFACHE LOESUNGEN DER ENERGIEGLEICHUNG 248 10.4.3 TRANSFORMATION
DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 250 10.4.4 AEHNLICHE LOESUNGEN 253 10.4.5
INTEGRALVERFAHREN 260 10.4.6 GRENZSCHICHTEN BEI HYPERSCHALLSTROEMUNGEN
266 10.5 NATUERLICHE KONVEKTION 268 10.5.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 268
10.5.2 TRANSFORMATION DER GRENZSCHICHT-GLEICHUNGEN 273 10.5.3 GRENZFALL
GROSSER PRANDTL-ZAHLEN (R W = CONST) 275 INHALTSVERZEICHNIS XIII 10.5.4
AEHNLICHE LOESUNGEN 276 10.5.5 ALLGEMEINE LOESUNGEN 280 10.5.6 VARIABLE
STOFFWERTE 282 10.5.7 EINFLUSS DER DISSIPATION 284 10.6 INDIREKTE
NATUERLICHE KONVEKTION 284 10.7 GEMISCHTE KONVEKTION 287 11
GRENZSCHICHTBEEINFLUSSUNG (ABSAUGEN/AUSBLASEN) 295 11.1 DIE
VERSCHIEDENEN ARTEN DER GRENZSCHICHTBEEINFLUSSUNG 295 11.2
KONTINUIERLICHES ABSAUGEN BZW. AUSBLASEN 299 11.2.1 GRUNDLAGEN 299
11.2.2 MASSIVES ABSAUGEN (V W ** *OO) 301 11.2.3 MASSIVES AUSBLASEN (U W
- * +OO) 303 11.2.4 AEHNLICHE LOESUNGEN 305 11.2.5 ALLGEMEINE LOESUNGEN 310
11.2.6 AUSBLASEN UND ABSAUGEN BEI NATUERLICHER KONVEKTION .... 314 11.3
ZWEISTOFFGRENZSCHICHTEN 315 11.3.1 UEBERBLICK 315 11.3.2 GRUNDGLEICHUNGEN
315 11.3.3 ANALOGIE ZWISCHEN WAERME- UND STOFFUEBERTRAGUNG 320 11.3.4
AEHNLICHE LOESUNGEN 321 12 AXIALSYMMETRISCHE UND DREIDIMENSIONALE
GRENZSCHICHTEN 325 12.1 AXIALSYMMETRISCHE GRENZSCHICHTEN 325 12.1.1
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 325 12.1.2 MANGLER-TRANSFORMATION 327 12.1.3
GRENZSCHICHTEN AN ROTATIONSKOERPERN OHNE ROTATION 328 12.1.4
GRENZSCHICHTEN AN ROTATIONSKOERPERN MIT ROTATION 331 12.1.5 FREISTRAHL
UND NACHLAUF 335 12.2 DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 339 12.2.1
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 339 12.2.2 GRENZSCHICHTEN AM ZYLINDER 344 12.2.3
GRENZSCHICHTEN AM SCHIEBENDEN ZYLINDER 345 12.2.4 DREIDIMENSIONALER
STAUPUNKT 346 12.2.5 GRENZSCHICHTEN IN SYMMETRIE-EBENEN 348 12.2.6
ALLGEMEINE KONFIGURATIONEN 349 13 INSTATIONAERE GRENZSCHICHTEN 351 13.1
GRUNDLAGEN 351 13.1.1 VORBEMERKUNG 351 13.1.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN
352 13.1.3 AEHNLICHE UND HALBAEHNLICHE LOESUNGEN 353 XIV INHALTSVERZEICHNIS
13.1.4 LOESUNGEN FUER KLEINE ZEITEN BZW. GROSSE FREQUENZEN 354 13.1.5
ABLOESUNG INSTATIONAERER GRENZSCHICHTEN 355 13.1.6 INTEGRALSAETZE UND
INTEGRALVERFAHREN 356 13.2 INSTATIONAERE BEWEGUNG VON KOERPERN IN RUHENDER
UMGEBUNG 356 13.2.1 ANFAHRVORGAENGE 356 13.2.2 OSZILLATION VON KOERPERN IN
RUHENDER UMGEBUNG 363 13.3 INSTATIONAERE GRENZSCHICHTEN BEI EINER
STATIONAEREN GRUNDSTROEMUNG 367 13.3.1 PERIODISCHE AUSSENSTROEMUNG 367
13.3.2 S TATIONAERE S TROEMUNG MIT SCHWACHER PERIODISCHER STOERUNG 369
13.3.3 ZEITLICHER UEBERGANG ZWISCHEN ZWEI NUR WENIG VERSCHIEDENEN
STATIONAEREN GRENZSCHICHTEN 370 13.4 KOMPRESSIBLE INSTATIONAERE
GRENZSCHICHTEN 371 13.4.1 VORBEMERKUNG 371 13.4.2 GRENZSCHICHT HINTER
EINER STOSSWELLE 372 13.4.3 LAENGSTANGESTROEMTE EBENE PLATTE BEI ZEITLICH
VERAENDERLICHER AUSSENGESCHWINDIGKEIT UND WANDTEMPERATUR 375 14
ERWEITERUNGEN DER PRANDTLSCHEN GRENZSCHICHTTHEORIE 377 14.1 VORBEMERKUNG
377 14.2 GRENZSCHICHTTHEORIE HOEHERER ORDNUNG 378 14.3
HYPERSCHALL-WECHSELWIRKUNG 388 14.4 DREIERDECK-THEORIE 392 14.5
MARGINALE ABLOESUNG 403 14.6 MASSIVE ABLOESUNG 408 TEIL C: UEBERGANG
LAMINAR-TURBULENT 15 EINSETZEN DER TURBULENZ (STABILITAETSTHEORIE) 413
15.1 EINIGE EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE UEBER DEN LAMINAR-TURBULENTEN
UEBERGANG 413 15.1.1 UEBERGANG BEI DER ROHRSTROEMUNG 413 15.1.2 UEBERGANG IN
DER GRENZSCHICHT 417 15.2 GRUNDLAGEN DER STABILITAETSTHEORIE 422 15.2.1
VORBEMERKUNG 422 15.2.2 GRUNDLAGEN DER PRIMAEREN STABILITAETSTHEORIE 423
15.2.3 ORR-SOMMERFELD-GLEICHUNG 426 15.2.4 BERECHNUNG DER
INDIFFERENZKURVE UND DER INDIFFERENZ-REYNOLDS-ZAHL 433 15.2.4A
PLATTENGRENZSCHICHT 435 INHALTSVERZEICHNIS XV 15.2.4B EINFLUSS DES
DRUCKGRADIENTEN 443 15.2.4C EINFLUSS DER ABSAUGUNG 456 15.2.4D EINFLUSS
DES WAERMEUEBERGANGES 459 15.2.4E EINFLUSS DER KOMPRESSIBILITAET 461 15.2.4F
EINFLUSS DER WANDRAUHEIT 466 15.2.4G WEITERE EINFLUESSE 470 15.3
INSTABILITAET DER GRENZSCHICHT BEI DREIDIMENSIONALEN STOERUNGEN 472 15.3.1
VORBEMERKUNG 472 15.3.2 GRUNDLAGEN DER SEKUNDAEREN STABILITAETSTHEORIE 474
15.3.3 GRENZSCHICHTEN AN GEKRUEMMTEN WAENDEN 478 15.3.4 GRENZSCHICHT AN
DER ROTIERENDEN SCHEIBE 482 15.3.5 DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 483
15.4 LOKALE STOERUNGEN 490 TEIL D: TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 16 GRUNDZUEGE
DER TURBULENTEN STROEMUNGEN 495 16.1 VORBEMERKUNG 495 16.2 MITTLERE
BEWEGUNG UND SCHWANKUNGSBEWEGUNG 497 16.3 GRUNDGLEICHUNGEN FUER DIE
MITTLERE BEWEGUNG TURBULENTER STROEMUNGEN 500 16.3.1
KONTINUITAETSGLEICHUNG 500 16.3.2 IMPULSGLEICHUNGEN
(REYNOLDS-GLEICHUNGEN) 501 16.3.3 GLEICHUNG FUER DIE KINETISCHE ENERGIE
DER TURBULENTEN SCHWANKUNGSBEWEGUNG (A GLEICHUNG) .. 504 16.3.4
THERMISCHE ENERGIEGLEICHUNG 506 16.4 SCHLIESSUNGSPROBLEM 507 16.5
BESCHREIBUNG DER TURBULENTEN SCHWANKUNGSBEWEGUNG 508 16.5.1
KORRELATIONEN 508 16.5.2 SPEKTREN UND TURBULENZBALLEN 509 16.5.3
TURBULENZ DER AUSSENSTROEMUNG 511 16.5.4 BERANDUNG TURBULENTER GEBIETE UND
INTERMITTENZ 512 16.6 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER EBENE STROEMUNGEN 513
17 DURCHSTROEMUNGEN 517 17.1 COUETTE-STROEMUNG 517 17.1.1
ZWEISCHICHTEN-STRUKTUR DES GESCHWINDIGKEITSFELDES UND LOGARITHMISCHES
UEBERLAPPUNGSGESETZ 517 17.1.2 UNIVERSELLE WANDGESETZE 522 17.1.3
WIDERSTANDSGESETZ 534 17.1.4 TURBULENZ-MODELLE 537 XVI
INHALTSVERZEICHNIS 17.1.5 WAERMEUEBERTRAGUNG 540 17.2 AUSGEBILDETE
DURCHSTROEMUNGEN (A = CONST) 541 17.2.1 KANALSTROEMUNG 541 17.2.2
COUETTE-POISEUILLE-STROEMUNGEN 543 17.2.3 ROHRSTROEMUNG 548 17.3
SCHLANKKANAL-THEORIE 553 17.3.1 EBENE DUESEN UND DIFFUSOREN 553 17.3.2
EINLAUFSTROEMUNG FUER KANAL UND ROHR 555 18 TURBULENTE GRENZSCHICHTEN OHNE
KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 557 18.1
TURBULENZ-MODELLE 557 18.1.1 VORBEMERKUNG 557 18.1.2 ALGEBRAISCHE
TURBULENZMODELLE 559 18.1.3 TURBULENTE ENERGIEGLEICHUNG 560 18.1.4
ZWEIGLEICHUNGS-MODELLE 562 18.1.5 REYNOLDS-SPANNUNGS-MODELLE 565 18.1.6
MODELLE FUER DIE WAERMEUEBERTRAGUNG 568 18.1.7
NIEDRIG-REYNOLDS-ZAHL-MODELLE 571 18.1.8 GROBSTRUKTUR-SIMULATION UND
DIREKTE NUMERISCHE SIMULATION 571 18.2 ANLIEGENDE GRENZSCHICHTEN (J~ W ^
0) 572 18.2.1 SCHICHTENSTRUKTUR 572 18.2.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN IN
DEFEKT-FORMULIERUNG 574 18.2.3 WIDERSTANDSGESETZ UND KENNGROESSEN DER
GRENZSCHICHT ... 577 18.2.4 GLEICHGEWICHTSGRENZSCHICHTEN 579 18.2.5
GRENZSCHICHT AN DER LAENGSANGESTROEMTEN EBENEN PLATTE ... 583 18.3
GRENZSCHICHTEN MIT ABLOESUNG 588 18.3.1 STRATFORD-STROEMUNG 588 18.3.2
QUASI-GLEICHGEWICHTSGRENZSCHICHTEN 591 18.4 BERECHNUNG EBENER
GRENZSCHICHTEN MIT INTEGRALVERFAHREN 594 18.4.1 DIREKTES VERFAHREN 594
18.4.2 INVERSES VERFAHREN 598 18.5 BERECHNUNG EBENER GRENZSCHICHTEN MIT
FELDVERFAHREN 598 18.5.1 ANLIEGENDE GRENZSCHICHTEN (T W 0) 598 18.5.2
GRENZSCHICHTEN MIT ABLOESUNG 601 18.5.3
NIEDRIG-REYNOLDSZAHL-TURBULENZMODELLE 602 18.5.4 ZUSAETZLICHE EINFLUESSE
604 18.6 BERECHNUNG THERMISCHER GRENZSCHICHTEN 607 18.6.1 GRUNDLAGEN 607
18.6.2 BERECHNUNG THERMISCHER GRENZSCHICHTEN MIT FELDVERFAHREN 609
INHALTSVERZEICHNIS XVII 19 TURBULENTE GRENZSCHICHTEN MIT KOPPLUNG DES
GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 611 19.1 GRUNDGLEICHUNGEN
611 19.1.1 ZEITLICHE MITTELUNG BEI VARIABLER DICHTE 611 19.1.2
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 613 19.2 KOMPRESSIBLE TURBULENTE GRENZSCHICHTEN
616 19.2.1 TEMPERATURFELD 616 19.2.2 UEBERLAPPUNGSGESETZ 619 19.2.3
REIBUNGSBEIWERT UND NUSSELT-ZAHL 621 19.2.4 INTEGRALVERFAHREN FUER
ADIABATE WAENDE 623 19.2.5 FELDVERFAHREN 624 19.2.6
STOSS-GRENZSCHICHT-INTERAKTION 625 19.3 NATUERLICHE KONVEKTION 626 20
AXIALSYMMETRISCHE UND DREIDIMENSIONALE TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 631
20.1 AXIALSYMMETRISCHE GRENZSCHICHTEN 631 20.1.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN
631 20.1.2 GRENZSCHICHTEN OHNE KOERPERROTATION 632 20.1.3 GRENZSCHICHTEN
MIT KOERPERROTATION 635 20.2 DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 637 20.2.1
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 637 20.2.2 BERECHNUNGSVERFAHREN 641 20.2.3
BEISPIELE 642 21 INSTATIONAERE TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 645 21.1
MITTELUNG UND GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 645 21.2 BERECHNUNGSVERFAHREN 648
21.3 BEISPIELE 649 22 TURBULENTE FREIE SCHERSTROEMUNGEN 653 22.1
VORBEMERKUNG 653 22.2 GLEICHUNGEN FUER EBENE FREIE SCHERSCHICHTEN 655
22.3 EBENER FREISTRAHL 660 22.3.1 GLOBALE BILANZEN 660 22.3.2 FERNFELD
660 22.3.3 NAHFELD 665 22.3.4 WANDEFFEKTE 666 22.4 TRENNUNGSSCHICHT 667
22.5 EBENER NACHLAUF 669 22.6 AXIALSYMMETRISCHE FREIE SCHERSTROEMUNGEN
671 22.6.1 GRUNDGLEICHUNGEN 671 22.6.2 FREISTRAHL (U^ = 0, A = 8A(X - X
0 )) 672 XVIII INHALTSVERZEICHNIS 22.6.3 NACHLAUF (|C/YV| F/OO, A = K(X
- X O ) LSS ) 674 22.7 AUFTRIEBSSTRAHLEN 675 22.7.1 EBENER
AUFTRIEBSSTRAHL 675 22.7.2 AXIALSYMMETRISCHER AUFTRIEBSSTRAHL 677 22.8
EBENER WANDSTRAHL 678 TEIL E: NUMERISCHE VERFAHREN DER
GRENZSCHICHT-THEORIE 23 NUMERISCHE INTEGRATION DER
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 681 23.1 LAMINARE GRENZSCHICHTEN 681 23.1.1
VORBEMERKUNG 681 23.1.2 BEMERKUNGEN ZU DEN GRENZSCHICHTTRANSFORMATIONEN
.... 682 23.1.3 EXPLIZITE UND IMPLIZITE DISKRETISIERUNG 683 23.1.4
LOESUNG DER IMPLIZITEN DIFFERENZENGLEICHUNGEN 687 23.1.5 INTEGRATION DER
KONTINUITAETSGLEICHUNG 688 23.1.6 ERMITTLUNG DES GRENZSCHICHTRANDES UND
DER WANDSCHUBSPANNUNG 689 23.1.7 INTEGRATION DER TRANSFORMIERTEN
GRENZSCHICHTGLEICHUNG MIT DEM BOX-SCHEMA 690 23.2 TURBULENTE
GRENZSCHICHTEN 694 23.2.1 METHODE DER WANDFUNKTIONEN 694 23.3
NIEDRIG-REYNOLDSZAHL-TURBULENZMODELLE 699 23.4 INSTATIONAERE
GRENZSCHICHTEN 700 23.5 STATIONAERE DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 702
VERZEICHNIS HAEUFIG VERWENDETER FORMELZEICHEN 707 LITERATUR- UND
NAMENVERZEICHNIS 715
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| adam_txt |
H.SCHLICHTING K.GERSTEN GRENZSCHICHT- THEORIE UNTER MITARBEIT VON EGON
KRAUSE UND HERBERT OERTEL JR. 10., UEBERARBEITETE AUFLAGE MIT 286
ABBILDUNGEN UND 22TABELLEN FYJ SPRINGER INHALTSVERZEICHNIS EINLEITUNG
XIX 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
9 1.5 ASYMPTOTISCHES VERHALTEN FUER GROSSE REYNOLDS-ZAHLEN 12 1.6
VERGLEICH VON MESSUNGEN MIT DER REIBUNGSFREIEN GRENZLOESUNG . 13 1.7
ZUSAMMENFASSUNG 24 2 GRUNDZUEGE DER GRENZSCHICHT-THEORIE 27 2.1
GRENZSCHICHT-KONZEPT 27 2.2 LAMINARE GRENZSCHICHT AN DER
LAENGSANGESTROEMTEN EBENEN PLATTE . 28 2.3 TURBULENTE GRENZSCHICHT AN DER
LAENGSANGESTROEMTEN EBENEN PLATTE . 31 2.4 AUSGEBILDETE TURBULENTE
STROEMUNG IM ROHR 34 2.5 GRENZSCHICHT AM TRAGFLUEGELPROFIL 35 2.6 ABLOESUNG
DER GRENZSCHICHT 37 2.7 UEBERSICHT ZUM FOLGENDEN STOFF 47 3
FELDGLEICHUNGEN FUER DIE STROEMUNGEN NEWTONSCHER FLUIDE 49 3.1
BESCHREIBUNG VON STROEMUNGSFELDERN 49 3.2 KONTINUITAETSGLEICHUNG 50 3.3
IMPULSGLEICHUNG 50 3.4 ALLGEMEINER SPANNUNGSZUSTAND VERFORMBARER KOERPER
52 3.5 ALLGEMEINER VERFORMUNGSZUSTAND STROEMENDER FLUIDE 55 3.6 BEZIEHUNG
ZWISCHEN SPANNUNGEN UND VERFORMUNGSGESCHWINDIGKEITEN 61 3.7 HYPOTHESE
VON STOKES 63 3.8 VOLUMENVISKOSITAET UND THERMODYNAMISCHER DRUCK 64 3.9
NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN 66 3.10 ENERGIEGLEICHUNG 68 INHALTSVERZEICHNIS
3.11 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER BELIEBIGE KOORDINATENSYSTEME
(ZUSAMMENFASSUNG) 72 3.12 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER KARTESISCHE
KOORDINATEN IN INDEX-SCHREIBWEISE 76 3.13 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN IN
SPEZIELLEN KOORDINATENSYSTEMEN 77 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN 83 4.1 AEHNLICHKEITSGESETZE 83 4.2
AEHNLICHKEITSGESETZE FUER STROEMUNGEN MIT AUFTRIEBSKRAEFTEN (GEMISCHTE
ERZWUNGENE UND NATUERLICHE KONVEKTION) 87 4.3 AEHNLICHKEITSGESETZE FUER DIE
NATUERLICHE KONVEKTION 90 4.4 WIRBELTRANSPORTGLEICHUNG 92 4.5 GRENZFALL
SEHR KLEINER REYNOLDS-ZAHLEN 94 4.6 GRENZFALL SEHR GROSSER
REYNOLDS-ZAHLEN 94 4.7 MATHEMATISCHES BEISPIEL ZUM GRENZUEBERGANG RE - *
OO 97 4.8 MEHRDEUTIGKEIT DER LOESUNGEN DER NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN .
99 EXAKTE LOESUNGEN DER NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN 101 5.1 STATIONAERE
EBENE STROEMUNGEN 101 5.1.1 COUETTE-POISEUILLE-STROEMUNGEN 101 5.1.2
JEFFERY-HAMEL-STROEMUNGEN (AUSGEBILDETE DUESEN- UND DIFFUSOR-STROEMUNGEN)
104 5.1.3 EBENE STAUPUNKTSTROEMUNG 110 5.1.4 PARABEL-UMSTROEMUNG 115 5.1.5
KREISZYLINDER-UMSTROEMUNG 117 5.2 STATIONAERE AXIALSYMMETRISCHE STROEMUNGEN
117 5.2.1 KREISROHR-STROEMUNG (HAGEN-POISEUILLE-STROEMUNG) 117 5.2.2
STROEMUNG ZWISCHEN ZWEI KONZENTRISCHEN ROTIERENDEN ZYLINDERN 118 5.2.3
AXIALSYMMETRISCHE STAUPUNKTSTROEMUNG 118 5.2.4 STROEMUNG AN EINER
ROTIERENDEN SCHEIBE 120 5.2.5 AXIALSYMMETRISCHER FREISTRAHL 125 5.3
INSTATIONAERE EBENE STROEMUNGEN 126 5.3.1 STROEMUNG AN EINER PLOETZLICH IN
GANG GESETZTEN EBENEN WAND (ERSTES STOKESSCHES PROBLEM) 127 5.3.2
STROEMUNG AN EINER OSZILLIERENDEN WAND (ZWEITES STOKESSCHES PROBLEM) 129
5.3.3 ZEITLICHER ANLAUF DER COUETTE-STROEMUNG 130 5.3.4 INSTATIONAERE
ASYMPTOTISCHE ABSAUGUNG 131 5.3.5 INSTATIONAERE EBENE STAUPUNKTSTROEMUNG
132 5.3.6 OSZILLIERENDE KANALSTROEMUNG 138 5.4 INSTATIONAERE
AXIALSYMMETRISCHE STROEMUNGEN 140 5.4.1 ZEITLICHER WIRBELZERFALL 140
INHALTSVERZEICHNIS XI 5.4.2 INSTATIONAERE ROHRSTROEMUNG 141 5.5
ZUSAMMENFASSUNG 142 TEIL B: LAMINARE GRENZSCHICHTEN 6
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN DER EBENEN STROEMUNG; PLATTENGRENZSCHICHT 145 6.1
AUFSTELLUNG DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 145 6.2 WANDREIBUNG, ABLOESUNG
UND VERDRAENGUNG 150 6.3 DIMENSIONSBEHAFTETE DARSTELLUNG DER
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN . 152 6.4 REIBUNGSWIDERSTAND 155 6.5
PLATTENGRENZSCHICHT 156 7 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN UND EXAKTE LOESUNGEN
DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER EBENE STROEMUNGEN 167 7.1 WANDBINDUNG 167
7.2 AEHNLICHE LOESUNGEN DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 169 7.2.1 HERLEITUNG
DER GEWOEHNLICHEN DIFFERENTIALGLEICHUNG 169 A GRENZSCHICHTEN MIT
AUSSENSTROEMUNGEN (F/(F) ^ 0) . 171 B GRENZSCHICHTEN OHNE AUSSENSTROEMUNG
(T/() = 0) . 174 7.2.2 KEILSTROEMUNGEN 174 7.2.3 STROEMUNG IM
KONVERGENTEN KANAL 176 7.2.4 TRENNUNGSSCHICHT 177 7.2.5 GEZOGENE PLATTE
179 7.2.6 FREISTRAHL 179 7.2.7 WANDSTRAHL 182 7.3 TRANSFORMATION DER
KOORDINATEN 184 7.3.1 GOERTLER-TRANSFORMATION 184 7.3.2 VON
MISES-TRANSFORMATION 185 7.3.3 CROCCO-TRANSFORMATION 186 7.4
REIHENENTWICKLUNGEN DER LOESUNGEN 187 7.4.1 BLASIUS-REIHE 187 7.4.2
GOERTLER-REIHE 189 7.5 ASYMPTOTISCHES VERHALTEN DER LOESUNGEN STROMABWAERTS
189 7.5.1 NACHLAUF HINTER EBENEN KOERPERN 189 7.5.2 GRENZSCHICHT AN EINER
BEWEGTEN WAND 192 7.6 INTEGRALSAETZE DER GRENZSCHICHT 193 7.6.1
IMPULSSATZ DER GRENZSCHICHT 193 7.6.2 ENERGIESATZ 195 7.6.3
IMPULSMOMENTENSAETZE 196 XII INHALTSVERZEICHNIS 8 NAEHERUNGSVERFAHREN ZUR
LOESUNG DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER STATIONAERE EBENE STROEMUNGEN 199
8.1 INTEGRALVERFAHREN 199 8.2 ABLOESUNGSKRITERIUM NACH STRATFORD 205 8.3
VERGLEICH DER LOESUNGEN DES NAEHERUNGSVERFAHRENS MIT EXAKTEN LOESUNGEN 206
8.3.1 VERZOEGERTE STAUPUNKTSTROEMUNG 206 8.3.2 DIVERGENTER KANAL
(DIFFUSOR) 208 8.3.3 KREISZYLINDER-STROEMUNG 209 8.3.4 SYMMETRISCHE
STROEMUNG UM EIN JOUKOWSKY-PROFIL 212 9 TEMPERATURGRENZSCHICHTEN OHNE
KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 213 9.1
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER DAS TEMPERATURFELD 213 9.2 ERZWUNGENE
KONVEKTION BEI KONSTANTEN STOFFWERTEN 215 9.3 EINFLUSS DER PRANDTL-ZAHL
219 9.4 AEHNLICHE LOESUNGEN DER TEMPERATURGRENZSCHICHT-GLEICHUNGEN 222 9.5
INTEGRALVERFAHREN ZUR BERECHNUNG DES WAERMEUEBERGANGES 226 9.6 EINFLUSS DER
DISSIPATION; VERTEILUNG DER ADIABATEN WANDTEMPERATUR 230 10
GRENZSCHICHTEN MIT KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS
TEMPERATURFELD 235 10.1 VORBEMERKUNG 235 10.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN
236 10.3 GRENZSCHICHTEN MIT MAESSIGEM WAERMEUEBERGANG (OHNE
SCHWERKRAFTEINFLUSS) 237 10.3.1 STOERUNGSRECHNUNG 237 10.3.2 METHODE DER
STOFFWERTVERHAELTNISSE (TEMPERATURVERHAELTNISSE) 241 10.3.3 METHODE DER
REFERENZTEMPERATUR 244 10.4 KOMPRESSIBLE GRENZSCHICHTEN (OHNE
SCHWERKRAFTEINFLUSS) 245 10.4.1 AUFGABENSTELLUNG UND STOFFGESETZE 245
10.4.2 EINFACHE LOESUNGEN DER ENERGIEGLEICHUNG 248 10.4.3 TRANSFORMATION
DER GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 250 10.4.4 AEHNLICHE LOESUNGEN 253 10.4.5
INTEGRALVERFAHREN 260 10.4.6 GRENZSCHICHTEN BEI HYPERSCHALLSTROEMUNGEN
266 10.5 NATUERLICHE KONVEKTION 268 10.5.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 268
10.5.2 TRANSFORMATION DER GRENZSCHICHT-GLEICHUNGEN 273 10.5.3 GRENZFALL
GROSSER PRANDTL-ZAHLEN (R W = CONST) 275 INHALTSVERZEICHNIS XIII 10.5.4
AEHNLICHE LOESUNGEN 276 10.5.5 ALLGEMEINE LOESUNGEN 280 10.5.6 VARIABLE
STOFFWERTE 282 10.5.7 EINFLUSS DER DISSIPATION 284 10.6 INDIREKTE
NATUERLICHE KONVEKTION 284 10.7 GEMISCHTE KONVEKTION 287 11
GRENZSCHICHTBEEINFLUSSUNG (ABSAUGEN/AUSBLASEN) 295 11.1 DIE
VERSCHIEDENEN ARTEN DER GRENZSCHICHTBEEINFLUSSUNG 295 11.2
KONTINUIERLICHES ABSAUGEN BZW. AUSBLASEN 299 11.2.1 GRUNDLAGEN 299
11.2.2 MASSIVES ABSAUGEN (V W ** *OO) 301 11.2.3 MASSIVES AUSBLASEN (U W
- * +OO) 303 11.2.4 AEHNLICHE LOESUNGEN 305 11.2.5 ALLGEMEINE LOESUNGEN 310
11.2.6 AUSBLASEN UND ABSAUGEN BEI NATUERLICHER KONVEKTION . 314 11.3
ZWEISTOFFGRENZSCHICHTEN 315 11.3.1 UEBERBLICK 315 11.3.2 GRUNDGLEICHUNGEN
315 11.3.3 ANALOGIE ZWISCHEN WAERME- UND STOFFUEBERTRAGUNG 320 11.3.4
AEHNLICHE LOESUNGEN 321 12 AXIALSYMMETRISCHE UND DREIDIMENSIONALE
GRENZSCHICHTEN 325 12.1 AXIALSYMMETRISCHE GRENZSCHICHTEN 325 12.1.1
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 325 12.1.2 MANGLER-TRANSFORMATION 327 12.1.3
GRENZSCHICHTEN AN ROTATIONSKOERPERN OHNE ROTATION 328 12.1.4
GRENZSCHICHTEN AN ROTATIONSKOERPERN MIT ROTATION 331 12.1.5 FREISTRAHL
UND NACHLAUF 335 12.2 DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 339 12.2.1
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 339 12.2.2 GRENZSCHICHTEN AM ZYLINDER 344 12.2.3
GRENZSCHICHTEN AM SCHIEBENDEN ZYLINDER 345 12.2.4 DREIDIMENSIONALER
STAUPUNKT 346 12.2.5 GRENZSCHICHTEN IN SYMMETRIE-EBENEN 348 12.2.6
ALLGEMEINE KONFIGURATIONEN 349 13 INSTATIONAERE GRENZSCHICHTEN 351 13.1
GRUNDLAGEN 351 13.1.1 VORBEMERKUNG 351 13.1.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN
352 13.1.3 AEHNLICHE UND HALBAEHNLICHE LOESUNGEN 353 XIV INHALTSVERZEICHNIS
13.1.4 LOESUNGEN FUER KLEINE ZEITEN BZW. GROSSE FREQUENZEN 354 13.1.5
ABLOESUNG INSTATIONAERER GRENZSCHICHTEN 355 13.1.6 INTEGRALSAETZE UND
INTEGRALVERFAHREN 356 13.2 INSTATIONAERE BEWEGUNG VON KOERPERN IN RUHENDER
UMGEBUNG 356 13.2.1 ANFAHRVORGAENGE 356 13.2.2 OSZILLATION VON KOERPERN IN
RUHENDER UMGEBUNG 363 13.3 INSTATIONAERE GRENZSCHICHTEN BEI EINER
STATIONAEREN GRUNDSTROEMUNG 367 13.3.1 PERIODISCHE AUSSENSTROEMUNG 367
13.3.2 S TATIONAERE S TROEMUNG MIT SCHWACHER PERIODISCHER STOERUNG 369
13.3.3 ZEITLICHER UEBERGANG ZWISCHEN ZWEI NUR WENIG VERSCHIEDENEN
STATIONAEREN GRENZSCHICHTEN 370 13.4 KOMPRESSIBLE INSTATIONAERE
GRENZSCHICHTEN 371 13.4.1 VORBEMERKUNG 371 13.4.2 GRENZSCHICHT HINTER
EINER STOSSWELLE 372 13.4.3 LAENGSTANGESTROEMTE EBENE PLATTE BEI ZEITLICH
VERAENDERLICHER AUSSENGESCHWINDIGKEIT UND WANDTEMPERATUR 375 14
ERWEITERUNGEN DER PRANDTLSCHEN GRENZSCHICHTTHEORIE 377 14.1 VORBEMERKUNG
377 14.2 GRENZSCHICHTTHEORIE HOEHERER ORDNUNG 378 14.3
HYPERSCHALL-WECHSELWIRKUNG 388 14.4 DREIERDECK-THEORIE 392 14.5
MARGINALE ABLOESUNG 403 14.6 MASSIVE ABLOESUNG 408 TEIL C: UEBERGANG
LAMINAR-TURBULENT 15 EINSETZEN DER TURBULENZ (STABILITAETSTHEORIE) 413
15.1 EINIGE EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE UEBER DEN LAMINAR-TURBULENTEN
UEBERGANG 413 15.1.1 UEBERGANG BEI DER ROHRSTROEMUNG 413 15.1.2 UEBERGANG IN
DER GRENZSCHICHT 417 15.2 GRUNDLAGEN DER STABILITAETSTHEORIE 422 15.2.1
VORBEMERKUNG 422 15.2.2 GRUNDLAGEN DER PRIMAEREN STABILITAETSTHEORIE 423
15.2.3 ORR-SOMMERFELD-GLEICHUNG 426 15.2.4 BERECHNUNG DER
INDIFFERENZKURVE UND DER INDIFFERENZ-REYNOLDS-ZAHL 433 15.2.4A
PLATTENGRENZSCHICHT 435 INHALTSVERZEICHNIS XV 15.2.4B EINFLUSS DES
DRUCKGRADIENTEN 443 15.2.4C EINFLUSS DER ABSAUGUNG 456 15.2.4D EINFLUSS
DES WAERMEUEBERGANGES 459 15.2.4E EINFLUSS DER KOMPRESSIBILITAET 461 15.2.4F
EINFLUSS DER WANDRAUHEIT 466 15.2.4G WEITERE EINFLUESSE 470 15.3
INSTABILITAET DER GRENZSCHICHT BEI DREIDIMENSIONALEN STOERUNGEN 472 15.3.1
VORBEMERKUNG 472 15.3.2 GRUNDLAGEN DER SEKUNDAEREN STABILITAETSTHEORIE 474
15.3.3 GRENZSCHICHTEN AN GEKRUEMMTEN WAENDEN 478 15.3.4 GRENZSCHICHT AN
DER ROTIERENDEN SCHEIBE 482 15.3.5 DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 483
15.4 LOKALE STOERUNGEN 490 TEIL D: TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 16 GRUNDZUEGE
DER TURBULENTEN STROEMUNGEN 495 16.1 VORBEMERKUNG 495 16.2 MITTLERE
BEWEGUNG UND SCHWANKUNGSBEWEGUNG 497 16.3 GRUNDGLEICHUNGEN FUER DIE
MITTLERE BEWEGUNG TURBULENTER STROEMUNGEN 500 16.3.1
KONTINUITAETSGLEICHUNG 500 16.3.2 IMPULSGLEICHUNGEN
(REYNOLDS-GLEICHUNGEN) 501 16.3.3 GLEICHUNG FUER DIE KINETISCHE ENERGIE
DER TURBULENTEN SCHWANKUNGSBEWEGUNG (A GLEICHUNG) . 504 16.3.4
THERMISCHE ENERGIEGLEICHUNG 506 16.4 SCHLIESSUNGSPROBLEM 507 16.5
BESCHREIBUNG DER TURBULENTEN SCHWANKUNGSBEWEGUNG 508 16.5.1
KORRELATIONEN 508 16.5.2 SPEKTREN UND TURBULENZBALLEN 509 16.5.3
TURBULENZ DER AUSSENSTROEMUNG 511 16.5.4 BERANDUNG TURBULENTER GEBIETE UND
INTERMITTENZ 512 16.6 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN FUER EBENE STROEMUNGEN 513
17 DURCHSTROEMUNGEN 517 17.1 COUETTE-STROEMUNG 517 17.1.1
ZWEISCHICHTEN-STRUKTUR DES GESCHWINDIGKEITSFELDES UND LOGARITHMISCHES
UEBERLAPPUNGSGESETZ 517 17.1.2 UNIVERSELLE WANDGESETZE 522 17.1.3
WIDERSTANDSGESETZ 534 17.1.4 TURBULENZ-MODELLE 537 XVI
INHALTSVERZEICHNIS 17.1.5 WAERMEUEBERTRAGUNG 540 17.2 AUSGEBILDETE
DURCHSTROEMUNGEN (A = CONST) 541 17.2.1 KANALSTROEMUNG 541 17.2.2
COUETTE-POISEUILLE-STROEMUNGEN 543 17.2.3 ROHRSTROEMUNG 548 17.3
SCHLANKKANAL-THEORIE 553 17.3.1 EBENE DUESEN UND DIFFUSOREN 553 17.3.2
EINLAUFSTROEMUNG FUER KANAL UND ROHR 555 18 TURBULENTE GRENZSCHICHTEN OHNE
KOPPLUNG DES GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 557 18.1
TURBULENZ-MODELLE 557 18.1.1 VORBEMERKUNG 557 18.1.2 ALGEBRAISCHE
TURBULENZMODELLE 559 18.1.3 TURBULENTE ENERGIEGLEICHUNG 560 18.1.4
ZWEIGLEICHUNGS-MODELLE 562 18.1.5 REYNOLDS-SPANNUNGS-MODELLE 565 18.1.6
MODELLE FUER DIE WAERMEUEBERTRAGUNG 568 18.1.7
NIEDRIG-REYNOLDS-ZAHL-MODELLE 571 18.1.8 GROBSTRUKTUR-SIMULATION UND
DIREKTE NUMERISCHE SIMULATION 571 18.2 ANLIEGENDE GRENZSCHICHTEN (J~ W ^
0) 572 18.2.1 SCHICHTENSTRUKTUR 572 18.2.2 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN IN
DEFEKT-FORMULIERUNG 574 18.2.3 WIDERSTANDSGESETZ UND KENNGROESSEN DER
GRENZSCHICHT . 577 18.2.4 GLEICHGEWICHTSGRENZSCHICHTEN 579 18.2.5
GRENZSCHICHT AN DER LAENGSANGESTROEMTEN EBENEN PLATTE . 583 18.3
GRENZSCHICHTEN MIT ABLOESUNG 588 18.3.1 STRATFORD-STROEMUNG 588 18.3.2
QUASI-GLEICHGEWICHTSGRENZSCHICHTEN 591 18.4 BERECHNUNG EBENER
GRENZSCHICHTEN MIT INTEGRALVERFAHREN 594 18.4.1 DIREKTES VERFAHREN 594
18.4.2 INVERSES VERFAHREN 598 18.5 BERECHNUNG EBENER GRENZSCHICHTEN MIT
FELDVERFAHREN 598 18.5.1 ANLIEGENDE GRENZSCHICHTEN (T W 0) 598 18.5.2
GRENZSCHICHTEN MIT ABLOESUNG 601 18.5.3
NIEDRIG-REYNOLDSZAHL-TURBULENZMODELLE 602 18.5.4 ZUSAETZLICHE EINFLUESSE
604 18.6 BERECHNUNG THERMISCHER GRENZSCHICHTEN 607 18.6.1 GRUNDLAGEN 607
18.6.2 BERECHNUNG THERMISCHER GRENZSCHICHTEN MIT FELDVERFAHREN 609
INHALTSVERZEICHNIS XVII 19 TURBULENTE GRENZSCHICHTEN MIT KOPPLUNG DES
GESCHWINDIGKEITSFELDES AN DAS TEMPERATURFELD 611 19.1 GRUNDGLEICHUNGEN
611 19.1.1 ZEITLICHE MITTELUNG BEI VARIABLER DICHTE 611 19.1.2
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 613 19.2 KOMPRESSIBLE TURBULENTE GRENZSCHICHTEN
616 19.2.1 TEMPERATURFELD 616 19.2.2 UEBERLAPPUNGSGESETZ 619 19.2.3
REIBUNGSBEIWERT UND NUSSELT-ZAHL 621 19.2.4 INTEGRALVERFAHREN FUER
ADIABATE WAENDE 623 19.2.5 FELDVERFAHREN 624 19.2.6
STOSS-GRENZSCHICHT-INTERAKTION 625 19.3 NATUERLICHE KONVEKTION 626 20
AXIALSYMMETRISCHE UND DREIDIMENSIONALE TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 631
20.1 AXIALSYMMETRISCHE GRENZSCHICHTEN 631 20.1.1 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN
631 20.1.2 GRENZSCHICHTEN OHNE KOERPERROTATION 632 20.1.3 GRENZSCHICHTEN
MIT KOERPERROTATION 635 20.2 DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 637 20.2.1
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 637 20.2.2 BERECHNUNGSVERFAHREN 641 20.2.3
BEISPIELE 642 21 INSTATIONAERE TURBULENTE GRENZSCHICHTEN 645 21.1
MITTELUNG UND GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 645 21.2 BERECHNUNGSVERFAHREN 648
21.3 BEISPIELE 649 22 TURBULENTE FREIE SCHERSTROEMUNGEN 653 22.1
VORBEMERKUNG 653 22.2 GLEICHUNGEN FUER EBENE FREIE SCHERSCHICHTEN 655
22.3 EBENER FREISTRAHL 660 22.3.1 GLOBALE BILANZEN 660 22.3.2 FERNFELD
660 22.3.3 NAHFELD 665 22.3.4 WANDEFFEKTE 666 22.4 TRENNUNGSSCHICHT 667
22.5 EBENER NACHLAUF 669 22.6 AXIALSYMMETRISCHE FREIE SCHERSTROEMUNGEN
671 22.6.1 GRUNDGLEICHUNGEN 671 22.6.2 FREISTRAHL (U^ = 0, A = 8A(X - X
0 )) 672 XVIII INHALTSVERZEICHNIS 22.6.3 NACHLAUF (|C/YV| F/OO, A = K(X
- X O ) LSS ) 674 22.7 AUFTRIEBSSTRAHLEN 675 22.7.1 EBENER
AUFTRIEBSSTRAHL 675 22.7.2 AXIALSYMMETRISCHER AUFTRIEBSSTRAHL 677 22.8
EBENER WANDSTRAHL 678 TEIL E: NUMERISCHE VERFAHREN DER
GRENZSCHICHT-THEORIE 23 NUMERISCHE INTEGRATION DER
GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 681 23.1 LAMINARE GRENZSCHICHTEN 681 23.1.1
VORBEMERKUNG 681 23.1.2 BEMERKUNGEN ZU DEN GRENZSCHICHTTRANSFORMATIONEN
. 682 23.1.3 EXPLIZITE UND IMPLIZITE DISKRETISIERUNG 683 23.1.4
LOESUNG DER IMPLIZITEN DIFFERENZENGLEICHUNGEN 687 23.1.5 INTEGRATION DER
KONTINUITAETSGLEICHUNG 688 23.1.6 ERMITTLUNG DES GRENZSCHICHTRANDES UND
DER WANDSCHUBSPANNUNG 689 23.1.7 INTEGRATION DER TRANSFORMIERTEN
GRENZSCHICHTGLEICHUNG MIT DEM BOX-SCHEMA 690 23.2 TURBULENTE
GRENZSCHICHTEN 694 23.2.1 METHODE DER WANDFUNKTIONEN 694 23.3
NIEDRIG-REYNOLDSZAHL-TURBULENZMODELLE 699 23.4 INSTATIONAERE
GRENZSCHICHTEN 700 23.5 STATIONAERE DREIDIMENSIONALE GRENZSCHICHTEN 702
VERZEICHNIS HAEUFIG VERWENDETER FORMELZEICHEN 707 LITERATUR- UND
NAMENVERZEICHNIS 715 |
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