Fluidmechanik

Band 2: Elementare Strömungsvorgänge dichteveränderlicher Fluide sowie Potential- und Grenzschichtströmungen

verfasst von: Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Erich Truckenbrodt

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Buchreihe : Klassiker der Technik

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Dieses Lehrbuch vermittelt neben der Darstellung der physikalischen und theoretischen Gesetzmäßigkeiten der Fluidmechanik ein vertieftes Verständnis durch weitgehend auf dem Impulssatz aufbauende grundlegende Anwendungsbeispiele. Die Lösungswege sind ausführlich aufgezeigt. Wegen der gleich bleibenden Nachfrage wurde das Werk in der Reihe Klassiker der Technik neu aufgelegt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

4. Elementare Strömungsvorgänge dichteveränderlicher Fluide

Auszug

In ähnlicher Weise wie in Kap. 3 für das dichtebeständige Fluid sollen in diesem Kapitel vornehmlich die Anwendungen einfach zu übersehender elementarer Strömungsvorgänge eines dichteveränderlichen Fluids betrachtet werden. Ohne immer besonders darauf hinzuweisen, wird unter einem dichteveränderlichen Fluid meistens ein ideales Gas verstanden. Auf den Unterschied der Begriffe dichteveränderlich und kompressibel wurde in Kap. 1.2.2.1 eingegangen. Danach handelt es sich um eine kompressible Strömung, wenn die Dichte σ des Fluids nur vom Druck p abhängt, d.h. wenn ein Fluid im barotropen Zustand mit σ = σ(p) vorliegt. Spielt auch die Temperatur T eine Rolle, d.h. ist σ = σ(p, T), soll von einer Strömung bei dichteveränderlichem Fluid gesprochen werden. Angaben über den Druck- und Temperatureinfluß auf die Dichte von Fluiden sowie auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Dichteänderungen (Schallgeschwindigkeit) findet man in Kap. 1.2.2.2 bzw. 1.2.2.3.

Erich Truckenbrodt

5. Drehungsfreie und drehungsbehaftete Strömungen

Auszug

Ein den Strömungsraum ausfüllendes Geschwindigkeitsfeld v(t, r) kann man in einen drehungsfreien und in einen drehungsbehafteten Anteil zerlegen. Der Begriff der Drehung (Rotation) eines Fluidelements wurde in Kap. 2.3.3.2 eingeführt. Es erweist sich für die rechnerische Verfolgung der Bewegungen mit Drehung oft als zweckmäßig und anschaulich, statt des Geschwindigkeitsfelds v(t, r) das Feld der Drehungsvektoren ω(t, r) = (1/2) rot v(t, r) auch Wirbelfeld genannt, ins Auge zu fassen. Unter einer Wirbelbewegung versteht man nach üblichem Sprachgebrauch eine kreisende Bewegung, während eine drehende Bewegung im fluidmechanischen Sinn nicht notwendigerweise eine Wirbelbewegung ist.¹

Erich Truckenbrodt

6.. Grenzschichtströmungen

Auszug

Über die Kräfte, welche auf einen umströmten Körper ausgeübt werden, kann man folgende Feststellung treffen: Solange die Strömung vom Körper nicht ablöst, läßt sich die normal zur Anströmrichtung wirkende Kraft (Querkraft, Auftriebskraft) auch bei Vernachlässigung der Reibung recht zuverlässig durch die Potentialtheorie nach Kap. 5.3 und 5.4 ermitteln. Über die für das Auftriebsproblem am Tragflügel entwickelten Berechnungsmethoden wurde in Kap. 5.4.3 berichtet. Die Theorie der reibungslosen Strömung eines dichtebeständigen Fluids vermag im allgemeinen das Vorhandensein einer in Anströmrichtung wirkenden Widerstandskraft nicht zu erklären, bekannt als d’Alembertsches Paradoxon (2.81b). Eine vollständige physikalische Erklärung des Widerstandsproblems läßt sich jedoch nur geben, wenn auch die Reibung in der Strömung berücksichtigt wird.¹

Erich Truckenbrodt

Backmatter

Titel: Fluidmechanik
verfasst von: Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Erich Truckenbrodt
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-540-79024-2
Print ISBN: 978-3-540-79023-5
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-79024-2

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