Prandtl - Führer durch die Strömungslehre

Frontmatter

1. Grundlagen der Strömungsmechanik

Zusammenfassung

Das Kapitel Grundlagen der Strömungsmechanik führt in das Lehrbuch und Nachschlagewerk H. Oertel jr. (Hrsg.) Prandtl-Führer durch die Strömungslehre ein. Zunächst werden anhand ausgewählter Einzelbeispiele die einzelnen Teilgebiete der Strömungsmechanik anschaulich vorgestellt, die in den folgenden Kapiteln dieses Standardwerkes der Strömungsmechanik behandelt werden. Es werden die Eigenschaften der Flüssigkeiten und Gase als Grundlage der Hydro- und Aerostatik sowie die Kinematik der Strömung ohne Betrachtung der Kräfte im Strömungsfeld eingeführt. Die Topologie einer Strömung gibt einen ersten Hinweis auf die Beschreibung und Auswertung dreidimensionaler Strömungsfelder.

Herbert Oertel Jr.

2. Dynamik der reibungsfreien Flüssigkeit

Zusammenfassung

Das Kapitel Dynamik der reibungsfreien Flüssigkeit führt systematisch in die Grundgleichungen der reibungsfreien Strömung des Lehrbuches und Nachschlagewerkes H. Oertel jr. (Hrsg.) Prandtl-Führer durch die Strömungslehre ein. Es werden die Kontinuitäts-, Bernoulli- und Potentialgleichung abgeleitet und Anwendungsbeispiele der reibungsfreien Strömung wie zum Beispiel der Tragflügelauftrieb und der Magnus Effekt behandelt. Die Bestimmung der integralen Kräfte erfolgt mit dem Impulssatz der stationären Strömung. Die Impulsmomente führen zur Eulerschen Turbinengleichung, eine der Grundgleichungen der Strömungsmaschinen. Das Kapitel endet mit der Behandlung von Wellen auf freien Oberflächen, die bei Schiffswellen und offenen Gerinnen auftreten.

Herbert Oertel Jr., Martin Böhle

3. Dynamik zäher Flüssigkeiten

Herbert Oertel

4. Dynamik der Gase

Herbert Oertel

5. Aerodynamik

Herbert Oertel

6. Grundgleichungen der Strömungsmechanik

Zusammenfassung

Das Kapitel Grundgleichungen der Strömungsmechanik ist Teil des Lehrbuches und Nachschlagewerkes H. Oertel jr. (Hrsg.) Prandtl-Führer durch die Strömungslehre und bildet die mathematische Grundlage für die folgenden Kapitel der einzelnen Teilgebiete der Strömungsmechanik. Es werden die kontinuumsmechanischen Erhaltungsgleichungen der Masse-, Impuls- und Energieerhaltung am Volumenelement abgeleitet und die Erhaltungsform der Grundgleichungen für reibungsfreie und reibungsbehaftete, inkompressible und kompressible, laminare und turbulente Strömungen sowie für Strömungen mit konvektiver Wärme- und Stoffübertragung, mehreren Phasen, chemischen Reaktionen und Mikroströmungen formuliert.

Herbert Oertel Jr.

7. Instabilitäten und turbulente Strömungen

Zusammenfassung

Das Kapitel Instabilitäten und turbulente Strömungen ist Teil des Lehrbuches und Nachschlagewerkes H. Oertel jr. (Hrsg.) Prandtl-Führer durch die Strömungslehre. Es werden ergänzend zu Prandtls Grundlagenkapitel der Dynamik zäher Flüssigkeiten das Einsetzen der Turbulenz mit der linearen Stabilitätsanalyse zwei- und dreidimensionaler Grenzschichten, der Übergangsbereich zur Turbulenz und der Bereich ausgebildeter Turbulenz mit der Klassifikation turbulenter Strömungen behandelt.Das Kapitel gibt einen Ausblick auf neue Entwicklungen und theoretische Ansätze der komplexen nichtlinearen Wechselwirkungen von kleinen und großen Turbulenzstrukturen und gibt Hinweise auf mögliche Wege zur Entwicklung einer universellen Turbulenztheorie.

Katepalli R. Sreenivasan, Herbert Oertel Jr.

8. Konvektive Wärme- und Stoffübertragung

Herbert Oertel

9. Strömungen mit mehreren Phasen

Ulrich Müller

10. Strömungen mit chemischen Reaktionen

Uwe Riedel

11. Strömungen in der Atmosphäre und im Ozean

Zusammenfassung

Das Kapitel Strömungen in der Atmosphäre und im Ozean ist Teil des Lehrbuches und Nachschlagewerkes H. Oertel jr. (Hrsg.) Prandtl-Führer durch die Strömungslehre. Hierbei werden zunächst die Gemeinsamkeiten von Strömungsvorgängen in Atmosphäre und Ozean dargestellt. Anschließend werden spezielle Strömungsformen in der Atmosphäre wie thermische Windsysteme und atmosphärische Wirbelformen beschrieben. Als Auswahl ozeanischer Strömungsformen werden windgetriebene Meeresströmungen und Wasserwellen behandelt. Hinsichtlich praktischer Anwendungen der Gesetzmäßigkeiten von Strömungsvorgängen in der Atmosphäre und im Ozean finden sich Ausführungen zur Wetter- und Klimavorhersage sowie zum Problem des Ozonlochs

Dieter Etling

12. Mikroströmungen

Peter Ehrhard

13. Bioströmungsmechanik

Zusammenfassung

Das Kapitel Bioströmungsmechanik befasst sich im Gegensatz zu den vorangegangenen Kapiteln mit Strömungen die von flexiblen biologischen Oberflächen aufgeprägt werden und ist Teil des Lehrbuches und Nachschlagewerkes H. Oertel jr. (Hrsg.) Prandtl-Führer durch die Strömungslehre. Von der Vielzahl der biologischen Strömungen werden in diesem Kapitel exemplarisch die Grundlagen des Fliegens und Schwimmens der Tiere sowie die pulsierende Strömung im menschlichen Herzen behandelt. Die Bioströmungsmechanik ist mathematisch dadurch gekennzeichnet, dass die Grundgleichungen der Strukturmechanik biologischer Materialien mit den Grundgleichungen der Strömungsmechanik verknüpft und Modelle der Strömung-Struktur Kopplung zur Strömungssimulation entwickelt werden.

Herbert Oertel Jr.

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