1. Das methodische Konzept dieses Buches

Der Ausgangspunkt für eine theoretische Modellbildung in der Strömungsmechanik sind die physikalischen Axiome der Massen-, Impuls- und Energieerhaltung. Deren konsequente Anwendung auf strömende Fluide (Gase und Flüssigkeiten) führt zu den sog. Grundgleichungen der Strömungsmechanik. Das darauf basierende physikalisch/mathematische Modell stellt ein umfassendes und allgemeingültiges Modell zur Beschreibung von Strömungsvorgängen dar. Vereinfachte Modelle ergeben sich durch physikalisch begründete Annahmen und können in diesem Sinne stets als Spezialfälle des allgemeinen Modells abgeleitet werden. Ein solches Vorgehen wird als deduktiv bezeichnet. Es besitzt den Vorteil eines stets nachvollziehbaren Vorgehens, muss aber gleich zu Beginn das Modell der vollständigen Grundgleichungen vermitteln. Dies stellt einen hohen Anspruch an das physikalische und vor allem auch mathematische Verständnisvermögen der Leser. Diese Vorgehensweise wird im vorliegenden Buch nicht gewählt.

Um einen leichteren Einstieg in die Strömungsmechanik zu ermöglichen, wird hier ein induktives Vorgehen bevorzugt, d. h., ausgehend von stark vereinfachten Modellen wird zu einer immer umfassenderen Modellierung übergegangen. Die Modelle auf der jeweiligen Stufe der Vereinfachung können dann aber nicht mehr abgeleitet, sondern zunächst nur bereitgestellt werden. Eine ausführliche Diskussion des physikalischen Hintergrundes lässt aber stets erkennen, dass sie begründete Spezialfälle des allgemeinen Modells sind. Abb. 1.1zeigt das Vorgehen anhand der Reihenfolge von einzelnen Kapiteln in diesem Buch.