Mathematical Models of Fluiddynamics

This introduction to the field contains a careful selection of topics and examples without sacrificing scientific strictness. The author guides readers through mathematical modelling, the theoretical treatment of the underlying physical laws and the construction and effective use of numerical procedures to describe the behaviour of the dynamics of physical flow. Both students and experts intending to control or predict the behavior of fluid flows by theoretical and computational fluid dynamics will benefit from the combination of all relevant aspects in one handy volume.

The book consists of three main parts:

- The design of mathematical models of physical fluid flow;

- A theoretical treatment of the equations representing the model, as Navier-Stokes, Euler, and boundary layer equations, models of turbulence, in order to gain qualitative as well as quantitative insights into the processes of flow events;

- The construction and effective use of numerical procedures in order to find quantitative descriptions of concrete physical or technical fluid flow situations.

This is the first text of its kind to merge all these subjects so thoroughly.

Diese Einführung in die Strömungsmechanik enthält eine sorgfältige Auswahl von Themen und Beispielen, ohne den wissenschaftlichen Anspruch zu verlieren. Der Autor beschreibt das Verhalten der Strömungsdynamik anhand von mathematischen Modellen und den zugrundeliegenden physikalischen Gesetzen, sowie den effektiven Gebrauch von numerischen Prozessen. Dieses Buch richtet sich gleichermassen an Studenten und Fachleute, die Strömungen anhand von theoretischen und rechnerischen Modelle kontrollieren bzw. vorhersehen möchten.

Das Buch besteht aus drei Teilen:

- Entwicklung von mathematischen Modellen der Strömungsdynamik.

- Theoretische Abhandlung der dargestellten Gleichungen wie Navier-Stokes eq., Euler eq., boundary layer eq., Turbulenzmodelle, um sowohl qualitative als auch quantitative Einblicke in die Prozesse der Strömungen zu erhalten.

- Konstruktion und effektiver Einsatz numerischer Prozesse zur quantitativen Beschreibung von wichtigen physikalischen, oder praxisnahen technischen Strömungssituationen.