Strömungsmechanik: für Ingenieure und Naturwissenschaftler
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VII
INHALTSVERZEICHNIS
BEZEICHNUNGEN IX
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 STROEMUNGEN IN NATUR UND TECHNIK 2
1.2 STROEMUNGSBEREICHE 30
1.3 PRODUKTENTWICKLUNG 43
2 GRUNDLAGEN DER STROEMUNGSMECHANIK 48
2.1 EIGENSCHAFTEN STROEMENDER MEDIEN 48
2.1.1 TRANSPORTEIGENSCHAFTEN 48
2.1.2 THERMODYNAMISCHE EIGENSCHAFTEN 53
2.1.3 OBERFLAECHENSPANNUNG 56
2.2 HYDRO- UND AEROSTATIK 60
2.2.1 HYDROSTATIK 60
2.2.2 AEROSTATIK 64
2.3 HYDRO- UND AERODYNAMIK, STROMFADENTHEORIE 68
2.3.1 KINEMATISCHE GRUNDBEGRIFFE 68
2.3.2 INKOMPRESSIBLE STROEMUNGEN 77
2.3.3 KOMPRESSIBLE STROEMUNGEN 103
2.4 TECHNISCHE STROEMUNGEN 127
2.4.1 TURBULENTE STROEMUNGEN 127
2.4.2 IMPULSSATZ 141
2.4.3 DREHIMPULSSATZ 147
2.4.4 ROHRHYDRAULIK 150
2.4.5 STROEMUNGEN NICHT-NEWTONSCHER MEDIEN 158
2.4.6 STROEMUNGSABLOESUNG 162
2.4.7 STROEMUNGSMASCHINEN 176
2.5 AERODYNAMIK DES FLUGZEUGES 187
2.5.1 PROFILSTROEMUNG 188
2.5.2 TRAGFLUEGELSTROEMUNG 194
2.6 STROEMUNGEN MIT WAERMEUEBERTRAGUNG 195
2.6.1 BEHEIZTE VERTIKALE PLATTE 195
2.6.2 ROHRSTROEMUNG 200
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VIII
INHALTSVERZEICHNIS
3 GRUNDGLEICHUNGEN DER STROEMUNGSMECHANIK 206
3.1 KONTINUITAETSGLEICHUNG (ERHALTUNG DER MASSE) 207
3.2 NAVIER-STOKES GLEICHUNGEN (ERHALTUNG DES IMPULSES) 209
3.2.1 LAMINARE STROEMUNGEN 209
3.2.2 REYNOLDS-GLEICHUNGEN FUER TURBULENTE STROEMUNGEN 220
3.2.3 TURBULENZMODELLE 227
3.2.4 GROBSTRUKTURSIMULATION 251
3.2.5 FEINSTRUKTURMODELLIERUNG 256
3.3 ENERGIEGLEICHUNGEN (ERHALTUNG DER ENERGIE) 259
3.3.1 LAMINARE STROEMUNG 259
3.3.2 TURBULENTE STROEMUNGEN 265
3.4 GRENZSCHICHTGLEICHUNGEN 270
3.4.1 INKOMPRESSIBLE STROEMUNGEN 270
3.4.2 KOMPRESSIBLE STROEMUNGEN 280
3.5 POTENTIALGLEICHUNGEN 281
3.6 GRUNDGLEICHUNGEN IN ERHALTUNGSFORM 287
4 NUMERISCHE LOESUNGSMETHODEN 296
4.1 ANALYTISCHE VORBEREITUNG 298
4.1.1 DIMENSIONSANALYSE 298
4.1.2 LINEARISIERUNG 306
4.1.3 STABILITAETSANALYSE 327
4.1.4 STRUKTURANALYSE 335
4.2 DISKRETISIERUNG 348
4.2.1 GALERKIN-METHODE 349
4.2.2 FINITE-ELEMENTE-METHODE 358
4.2.3 FINITE-DIFFERENZEN-METHODE 363
4.2.4 FINITE-VOLUMEN-METHODE 370
4.2.5 MOLEKULARDYNAMISCHE SIMULATIONSMETHODEN 384
5 STROEMUNGSMECHANIK SOFTWARE 406
5.1 SOFTWARE VERIFIKATION UND VALIDIERUNG 407
5.2 ANWENDUNGSBEISPIELE 431
AUSGEWAEHLTE LITERATUR 463
SACHWORTVERZEICHNIS 467 |
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