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2017 | Book

Einleitung: Turbulenz, ein allgegenwärtiges Phänomen Read chapter Read first chapter

Turbulente Strömungen

Einführung in die Physik eines Jahrhundertproblems

Author: Heinz Herwig

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Book Series : essentials

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Heinz Herwig zeigt, dass turbulente Strömungen in Natur, Technik und im Alltag die Regel sind und nicht etwa die Ausnahme. Nicht zuletzt ist dies einer der Gründe, warum man sich mit der Physik turbulenter Strömungen befassen sollte. Dies geschieht hier anhand theoretischer und praktischer Fragestellungen. Turbulenz ist in diesem essential nicht als eigenständiges Phänomen gemeint, sondern tritt im Zusammenhang mit Strömungen von gasförmigen oder flüssigen Medien auf.

Table of Contents

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung: Turbulenz, ein allgegenwärtiges Phänomen
Zusammenfassung
Turbulenz ist in diesem essential nicht als eigenständiges Phänomen gemeint, sondern tritt im Zusammenhang mit Strömungen von gasförmigen oder flüssigen Medien auf. Diese Strömungen können turbulente Strömungen sein, um deren Charakter und um deren Eigenschaften es im Weiteren gehen wird.
Heinz Herwig
Kapitel 2. Was ist eine turbulente Strömung?
Zusammenfassung
Drei Aspekte charakterisieren eine turbulente Strömung, ohne dass dies aber schon eine vollständige Definition wäre:
Heinz Herwig
Kapitel 3. Wann und wo sind Strömungen turbulent?
Zusammenfassung
Im vorigen Kapitel sind turbulente Strömungen bzgl. einiger ihrer spezifischen Merkmale beschrieben worden. Daran schließt sich logisch die Frage an, welchen Charakter Strömungen oder Teile von Strömungen besitzen, die diese Merkmale nicht zeigen. Diese Frage ist nicht so einfach zu beantworten, wie es vielleicht im ersten Moment zu erwarten ist.
Heinz Herwig
Kapitel 4. Warum sind Strömungen turbulent?
Zusammenfassung
Wenn es darum geht, Turbulenz zu verstehen, ist die vielleicht nahe liegendste Frage die nach dem „Warum“. Die Antwort auf diese Frage ist pauschal relativ einfach gegeben. Bestimmte Strömungen sind turbulent, weil ihre „Vorform“ instabil gegenüber Störungen war. Diese Formulierung hebt darauf ab, dass turbulente Strömungen als solche entstehen, weil jede Strömung letztendlich aus einem Ruhezustand heraus, der keinerlei Turbulenz aufweist, zustande kommt.
Heinz Herwig
Kapitel 5. Wie können turbulente Strömungen theoretisch beschrieben werden?
Zusammenfassung
Ein wesentliches Anliegen der Strömungsmechanik ist es, Strömungen modellieren und damit vorausberechnen zu können. Es dürfte nicht verwundern, dass dies im Falle turbulenter Strömungen ein äußerst komplexes Unterfangen ist, das aber je nach Anspruch in Bezug auf die Qualität der Voraussagen auch mit „praxistauglichen“ Näherungslösungen bewältigt werden kann. Im Folgenden soll kurz skizziert werden, wie neben einer extrem aufwendigen exakten Lösung der zugrunde liegenden Gleichungen auch mit vertretbarem Aufwand Näherungslösungen für turbulente Strömungsprobleme gefunden werden können.
Heinz Herwig
Kapitel 6. Die Zweischichtenstruktur wandnaher turbulenter Strömungen
Zusammenfassung
In technischen Anwendungen treten turbulente Strömungen in aller Regel bei Umströmungen oder Durchströmungen und damit als wandgebundene Strömungen auf, s. dazu Kap. 3 dieses essential-Bandes. Sowohl der Widerstand bei Umströmungen als auch der (Gesamt-)Druckverlust bei Durchströmungen sind eine unmittelbare Folge der „Interaktion zwischen Strömung und Wand“. Es sollte deshalb nicht verwundern, dass der wandnahe Teil eines Strömungsfeldes von besonderer Bedeutung ist und sich dort die Besonderheit einer turbulenten Strömung manifestiert.
Heinz Herwig
Kapitel 7. Hinweise auf weiterführende Literatur
Zusammenfassung
Es dürfte an dieser Stelle nicht verwundern, dass es eine nahezu unbegrenzte Literatur zu den Grundlagen, aber auch zu speziellen Aspekten turbulenter Strömungen und deren Auswirkunken auf verschiedene technische Prozesse gibt. Zur Einführung und Vertiefung in Bezug auf die grundlegenden physikalischen Aspekte der Turbulenz eignen sich „bewährte“ Fachbücher, die durchaus bereits Jahrzehnte alt sein können, wie z. B. Hinze (1959), Tennekes und Lumley (1972), oder auch Rotta (2011) als Wiederaufnahme des ursprünglichen Turbulenz-Buches von 1959.
Heinz Herwig
Backmatter
Metadata
Title
Turbulente Strömungen
Author
Heinz Herwig
Copyright Year
2017
Electronic ISBN
978-3-658-18844-3
Print ISBN
978-3-658-18843-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-18844-3

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