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Über dieses Buch

Heinz Herwig zeigt die Bedeutung der Dimensionsanalyse anhand der Strömungsmechanik und der Wärmeübertragung und eröffnet damit eine neue Sichtweise auf die Behandlung technischer Fragestellungen. Mithilfe der Dimensionsanalyse gelingt es, Problemlösungen in dimensionsloser Form und damit bis zu einem bestimmten Grad allgemeingültig zu ermitteln. Wie dies geschehen kann, erschließt sich neuen Nutzern jedoch oftmals nicht auf Anhieb. Nur so ist es zu erklären, dass immer wieder „überraschende Aussagen“ und „unerwartete“ oder auch „offensichtlich widersprüchliche“ Ergebnisse auftauchen. Dieses essential erläutert den physikalischen Hintergrund, den Bezug der Dimensionsanalyse zur Modellbildung sowie die systematische Einordnung verschiedener Aspekte. Ebenfalls gibt es viele praktische Beispiele zur Anwendung.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung: Dimensionsanalyse und Modelle

Ein vielleicht zunächst unerwarteter, aber entscheidender Begriff im Zusammenhang mit der Dimensionsanalyse ist der Modell-Begriff. Hierbei steht „Modell“ für sehr unterschiedliche Kategorien bei einer Problemanalyse. Zunächst ist dabei nach mathematisch/physikalischen Modellen und konkreten „handfesten“ Modellen eines Versuchsobjektes (meist als geometrisch ähnliche Verkleinerung oder Vergrößerung eines zu untersuchenden Prototyps) zu unterscheiden.

Heinz Herwig

Kapitel 2. Dimension, Zahlenwert und Einheit

Physikalische Größen, wie eine Masse, eine Dichte oder eine Geschwindigkeit besitzeneine Dimension, die eine Größenart festlegteinen Zahlenwert, der den Betrag der Größe beschreibteine Einheit, die eine Abzählbarkeit ermöglicht.

Heinz Herwig

Kapitel 3. Dimensionsanalyse und software-Modelle

Mit software-Modellen ist hier gemeint, dass eine theoretische Beschreibung einer Fragestellung vorliegt, die als physikalisch/mathematisches Modellein Gleichungssystem umfasst, mit dem das betrachtete Problem beschrieben und gelöst werden kann (→ Feinmodell), odereine sog. Relevanzliste besitzt, in der diejenigen physikalischen Größen enthalten sind, die für eine weitergehende Modellierung berücksichtigt werden müssen (→ Grobmodell).

Heinz Herwig

Kapitel 4. Dimensionsanalyse und hardware-Modelle

Modellflugzeuge sind Beispiele für hardware-Modelle im hier verstandenen Sinne: Es handelt sich um geometrisch weitgehend ähnliche „Nachbildungen“ von Prototypen in einem verkleinerten Maßstab. Generell können hardware-Modelle auch in einem vergrößerten Maßstab auftreten. In beiden Fällen dienen sie dazu, an ihnen Untersuchungen vorzunehmen, deren Ergebnisse anschließend auf den Prototyp übertragen werden können.

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Kapitel 5. Illustrierende Beispiele

Es soll anhand einiger Beispiele gezeigt werden, was mit der Bereitstellung von Lösungen in dimensionsloser Form erreicht werden kann.

Heinz Herwig

Backmatter

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