Ein Verfahren zur Simulation instationärer Strömungen in Rohrleitungsnetzen mit der Methode der finiten Elemente:
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Hamburg-Harburg
Institut für Wasserbau, Techn. Univ.
2006
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| Edition: | 1. Aufl. |
| Series: | Hamburger Wasserbau-Schriften
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ROHRLEITUNGSNETZEN MIT DER METHODE DER FINITEN ELEMENTE DISSERTATION AM
INSTITUTFURWASSERBAU VON MARKUS TOPPEL INSTITUT FUR WASSERBAU,
TECHNISCHE UNIVERSITAT HAMBURG-HARBURG 2006 INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS VII VERZEICHNIS DER WICHTIGSTEN SYMBOLE X 1
EINLEITUNG 1 1.1 PROBLEMSTELLUNG 1 1.2 HISTORISCHER UBERBLICK 2 1.3
STAND DER FORSCHUNG 5 1.4 ZIEL DER ARBEIT 8 2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN
10 2.1 DIE TRANSPORTGLEICHUNGEN 10 2.1.1 DIE KONTINUITATSGLEICHUNG 10
2.1.2 DIE BEWEGUNGSGLEICHUNG 13 2.1.3 ZUSAMMENFASSUNG DER WESENTLICHEN
ANNAHMEN 20 2.2 CHARAKTERISIERUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 20 2.3
REIBUNGSANSATZ 22 2.3.1 FLIEBGESETZ VON DARCY-WLILSBACH 22 2.3.2 DER
STATIONARE WIDERSTANDSBEIWERT 23 2.3.3 DER INSTATIONARE
WIDERSTANDSBEIWERT 25 2.3.4 BERIICKSICHTIGUNG ORTLICHER VERLUSTE 34 2.4
MODELLIERUNG DER PHYSIKALISCHEN GROFIEN 34 2.4.1 DIE FLUIDDICHTE 35
2.4.2 DER ROHRDURCHMESSER 35 2.4.3 DIE DRUCKWELLENGESCHWINDIGKEIT 39
2.4.4 DER WIDERSTANDSBEIWERT 41 VIII INHALTSVERZEICHNIS 2.5
BESCHLEUNIGUNGEN INFOLGE LAGEANDERUNG DES SYSTEMS 43 2.5.1 DIE
BESCHLEUNIGUNGSKOMPONENTE IN RICHTUNG DER ROHRACHSE 44 2.5.2 BESTIMMUNG
DER BESCHLEUNIGUNGSVEKTOREN 44 2.5.3 TRANSFORMATION IN EIN GLOBALES
KOORDINATENSYSTEM 45 3 NUMERISCHES LOSUNGSVERFAHREN 47 3.1 FINITE
ELEMENTE METHODE 47 3.1.1 METHODE DER GEWICHTETEN RESIDUEN 47 3.1.2
ELEMENTE UND ANSATZFUNKTIONEN 49 3.1.3 DISKRETISIERUNG DER VARIABLEN IM
ELEMENT 51 3.1.4 FINITE ELEMENTE FORMULIERUNG DER GRUNDGLEICHUNGEN 53
3.2 ZEITDISKRETISIERUNG 54 3.3 LOSEN DES FINITE ELEMENTE
GLEICHUNGSSYSTEMS 57 3.3.1 LOSUNGSANSATZ NACH NEWTON-RAPHSON 57 3.3.2
ABLEITUNG DER FINITEN ELEMENTE FORMULIERUNGEN DER GRUNDGLEICHUNGEN BEI
LINEAREN ANSATZFUNKTIONEN 59 3.3.3 ABLEITUNG DER FINITEN ELEMENTE
FORMULIERUNGEN DER GRUNDGLEICHUNGEN BEI QUADRATISCHEN ANSATZFUNKTIONEN
62 3.4 BERIICKSICHTIGUNG DER RANDBEDINGUNGEN 64 3.5 AUTOMATISCHE
SCHRITTWEITENANPASSUNG 65 4 BESCHREIBUNG DER RANDBEDINGUNGEN 70 4.1
ANFANGS- UND RANDBEDINGUNGEN 70 4.2 SYSTEMELEMENTE 71 4.2.1 BEHALTER MIT
KONSTANTEM WASSERSPIEGEL BZW. KONSTANTEM DRUCK 71 4.2.2
RUCKFLUSSVERHINDERER 71 4.2.3 VERBINDUNG VON STRANGEN 72 4.2.4 ARMATUR
ZWISCHEN ZWEI ROHRLEITUNGEN 72 4.2.5 ARMATUR AM ENDE EINER ROHRLEITUNG
73 4.2.6 DROSSEL 74 4.2.7 PUMPEN 75 4.2.8 DRUCKBEHALTER MIT GASPOLSTER
(WINDKESSEL) 76 4.3 SIMULATION DER DMCKBEAUFSCHLAGUNG IN EINEM TANK 77 5
VERIFIKATION UND VALIDIERUNG 81_ 5.1
LINEARISIERTEDIFFERENTIALGLEICHUNGEN 82 5.1.1
ALLLEVLSCHEDIFFERENTIALGLEICHUNGEN 82 5.1.2 DISKRETES MODELL DER
LINEARISIERTEN DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 83 INHALTSVERZEICHNIS IX 5.2
VERIFIKATION DES NUMERISCHEN MODELLS 85 5.2.1 KONSISTENZ 86 5.2.2
STABILITAT 89 5.2.3 KONVERGENZ 97 5.3 NUMERISCHE DIFFUSION 98 5.4
VALIDIERUNG DER SIMULATIONSERGEBNISSE 100 5.5 FEHLERQUELLEN 100 5.6
ANALYTISCHE LOSUNG DER LINEARISIERTEN GLEICHUNGEN 103 6
BERECHNUNGSERGEBNISSE 106 6.1 VERFAHRENSALGORITHMUS 106 6.2
DRUCKSTOBBERECHNUNG 109 6.3 BERECHNUNG INSTATIONAREN REIBUNGSVERHALTENS
111 6.3.1 MESSUNGEN VON HOLMBOE UND ROULEAU 111 6.3.2 MESSUNGEN VON
BERGANT ET AL. 113 6.3.3 EIGENE MESSUNGEN 114 6.4 SIMULATION DER
DRUCKBEAUFSCHLAGUNG 117 6.5 DRUCKVERANDERUNGEN INFOLGE EINER
SYSTEMBEWEGUNG 118 7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 120
LITERATURVERZEICHNIS 123
|
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EIN VERFAHREN ZUR SIMULATION INSTATIONARER STROMUNGEN IN
ROHRLEITUNGSNETZEN MIT DER METHODE DER FINITEN ELEMENTE DISSERTATION AM
INSTITUTFURWASSERBAU VON MARKUS TOPPEL INSTITUT FUR WASSERBAU,
TECHNISCHE UNIVERSITAT HAMBURG-HARBURG 2006 INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS VII VERZEICHNIS DER WICHTIGSTEN SYMBOLE X 1
EINLEITUNG 1 1.1 PROBLEMSTELLUNG 1 1.2 HISTORISCHER UBERBLICK 2 1.3
STAND DER FORSCHUNG 5 1.4 ZIEL DER ARBEIT 8 2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN
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BESCHLEUNIGUNGSKOMPONENTE IN RICHTUNG DER ROHRACHSE 44 2.5.2 BESTIMMUNG
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