Strömungsmechanik / Studium Technik (PDF)
Grundlagen - Grundgleichungen - Lösungsmethoden - Softwarebeispiele
Das Lehrbuch Strömungsmechanik führt anschaulich in die Grundlagen, Grundgleichungen und Lösungsmethoden der Strömungsmechanik ein und hat sich zu einem Standardwerk in der Strömungsmechanikausbildung entwickelt. Es behandelt systematisch die Einführung...
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Produktinformationen zu „Strömungsmechanik / Studium Technik (PDF)“
Das Lehrbuch Strömungsmechanik führt anschaulich in die Grundlagen, Grundgleichungen und Lösungsmethoden der Strömungsmechanik ein und hat sich zu einem Standardwerk in der Strömungsmechanikausbildung entwickelt. Es behandelt systematisch die Einführung strömungsmechanischer Software, die der Entwicklungsingenieur oder Technomathematiker in der Industrie vorfindet. Der Naturwissenschaftler findet die strömungs-physikalischen Grundlagen, deren Kenntnisse insbesondere für die Meteorologie und Geophysik erforderlich sind.
In dieser Auflage wurden die Grundlagenkapitel überarbeitet und aktualisiert, die gaskinetische Boltzmann-Gleichung ergänzt und der Trainingskurs um Beispiele aus der Aeroakustik und Magnetohydrodynamik erweitert.
In dieser Auflage wurden die Grundlagenkapitel überarbeitet und aktualisiert, die gaskinetische Boltzmann-Gleichung ergänzt und der Trainingskurs um Beispiele aus der Aeroakustik und Magnetohydrodynamik erweitert.
Lese-Probe zu „Strömungsmechanik / Studium Technik (PDF)“
1 Einführung (S. 1-2)Das Lehrbuch der Strömungsmechanik richtet sich an Studenten der Ingenieur- und Naturwissenschaften. Es vermittelt im Kapitel 2 die strömungsmechanischen Grundlagen, die für die Beschreibung und Analyse von Strömungen in Natur und Technik erforderlich sind. Bereits die eindimensionale Stromfadentheorie sowie der integrale Impuls- und Drehimpulssatz weisen einen ersten Weg zur Auslegung strömungstechnischer Gerate und Anlagen. Mit ihnen lasst sich z.B. die Abmessung einer Maschine in einem ersten Schritt schon recht genau ermitteln und eine Aussage über die auftretenden Strömungsverluste machen.
Allerdings versagen diese Methoden bei der Optimierung von Maschinen z. B. wenn an die zu entwickelnden Gerate besondere Anforderungen gestellt werden wie leises Betriebsverhalten, guter Wirkungsgrad, kleine Abmessungen, stark gedampftes Schwingungsverhalten etc. Außerdem kann für die meisten Anwendungsfälle mit den einfachen strömungsmechanischen Grundlagen das Betriebsverhalten einer Maschine nicht ausreichend genug bestimmt werden, so dass dafür umfangreiche Experimente durchgeführt werden müssen, die sehr kosten- und zeitintensiv sein können.
Das Gleiche trifft auch für die Vorhersage z.B. des Wetters, des Wärmeaustausches in den Ozeanen oder des Schadstofftransportes in der Atmosphäre zu. Hier sind weiterführende Vorhersagemethoden auf der Grundlage der kontinuumsmechanischen Grundgleichungen dreidimensionaler Strömungen erforderlich. Dem wird in Kapitel 3 und 4 Rechnung getragen, die systematisch über die strömungsmechanischen Grundgleichungen und deren Losungsmethoden zur Anwendung strömungsmechanischer Software führen. In den letzten Jahrzehnten hat die Rechnertechnik erhebliche Fortschritte gemacht, so dass es bereits ohne allzu großen Aufwand möglich ist dreidimensionale Strömungen auf Rechnern zu simulieren.
Dadurch werden allmählich aufwendige Versuche und Experimente durch die numerische Simulation von
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Strömungen ersetzt, wodurch die Entwicklungskosten und Entwicklungszeiten verringert werden. Mit diesem Buch sollen dem Studenten die Grundlagen dieser neueren Methoden der Strömungsmechanik vermittelt werden, die bereits in vielen Entwicklungsabteilungen Anwendung finden. Die Vorgehensweise der Stromungsmechanik beinhaltet die analytischen, numerischen und experimentellen Methoden. Alle drei werden, auch wenn die numerischen Methoden zunehmend die experimentellen ersetzen, zur Losung von strömungstechnischen Problemen benotigt.
Das vorliegende Buch beschrankt sich auf die theoretischen, also auf die analytischen und numerischen Methoden. Sie sollen den Studenten nach dem Durcharbeiten des Buches dazu befahigen, die Grundgleichungen der Strömungsmechanik zu verstehen und die Stromungsmechanik-Software für technische Probleme anwenden zu können. Dabei werden die Grundbegriffe der analytischen und numerischen Verfahren in einem ersten Ansatz behandelt.
Der Inhalt des Buches ist teilweise sehr theoretisch. Um wahrend der umfangreichen Herleitungen den Bezug zu den technischen Anwendungen nicht aus dem Auge zu verlieren, haben wir die Tragflügelströmung von Verkehrsflugzeugen, die Kraftfahrzeugumströmung und Strömungen in Rohrleitungen verfahrenstechnischer Anlagen als repräsentative Beispiele ausgewählt, anhand derer wir in diesem Buch die Grundlagen und Losungsmethoden der Strömungsmechanik entwickeln. Um zunächst dem Studenten die Vielfalt strömungsmechanischer Anwendungen vor Augen zu führen und das Bewusstsein dafür zu wecken, dass Strömungen in unserer technischen und natürlichen Umwelt allgegenwärtig sind, wollen wir in den folgenden einführenden Kapiteln ausgewählte Strömungsbeispiele beschreiben.
1.1 Strömungen in Natur und Technik
Strömungen sind verantwortlich für die meisten Transport- und Mischungsprozesse, wie sie zum Beispiel beim Transport von Schadstoffen in unserer Umwelt, bei industriellen Prozessen bis hin zu lebenden Organismen vorkommen. Die Verbrennung begrenzter fossiler Brennstoffe produziert heute den größten Teil der elektrischen Energie und Wärmeenergie. Die Optimierung von Strömungen bei diesen Verbrennungsprozessen dient der Verringerung des 01- und Kraftstoffverbrauches bei gleichzeitiger Reduzierung der Schadstoffemissionen. Strömungen interessieren beim Antrieb von Flugzeugen, Schiffen und Kraftfahrzeugen, beim Pumpen von 01 und Gas durch Pipelines, bei der Herstellung von Materialien und deren Beschichtung.
Das vorliegende Buch beschrankt sich auf die theoretischen, also auf die analytischen und numerischen Methoden. Sie sollen den Studenten nach dem Durcharbeiten des Buches dazu befahigen, die Grundgleichungen der Strömungsmechanik zu verstehen und die Stromungsmechanik-Software für technische Probleme anwenden zu können. Dabei werden die Grundbegriffe der analytischen und numerischen Verfahren in einem ersten Ansatz behandelt.
Der Inhalt des Buches ist teilweise sehr theoretisch. Um wahrend der umfangreichen Herleitungen den Bezug zu den technischen Anwendungen nicht aus dem Auge zu verlieren, haben wir die Tragflügelströmung von Verkehrsflugzeugen, die Kraftfahrzeugumströmung und Strömungen in Rohrleitungen verfahrenstechnischer Anlagen als repräsentative Beispiele ausgewählt, anhand derer wir in diesem Buch die Grundlagen und Losungsmethoden der Strömungsmechanik entwickeln. Um zunächst dem Studenten die Vielfalt strömungsmechanischer Anwendungen vor Augen zu führen und das Bewusstsein dafür zu wecken, dass Strömungen in unserer technischen und natürlichen Umwelt allgegenwärtig sind, wollen wir in den folgenden einführenden Kapiteln ausgewählte Strömungsbeispiele beschreiben.
1.1 Strömungen in Natur und Technik
Strömungen sind verantwortlich für die meisten Transport- und Mischungsprozesse, wie sie zum Beispiel beim Transport von Schadstoffen in unserer Umwelt, bei industriellen Prozessen bis hin zu lebenden Organismen vorkommen. Die Verbrennung begrenzter fossiler Brennstoffe produziert heute den größten Teil der elektrischen Energie und Wärmeenergie. Die Optimierung von Strömungen bei diesen Verbrennungsprozessen dient der Verringerung des 01- und Kraftstoffverbrauches bei gleichzeitiger Reduzierung der Schadstoffemissionen. Strömungen interessieren beim Antrieb von Flugzeugen, Schiffen und Kraftfahrzeugen, beim Pumpen von 01 und Gas durch Pipelines, bei der Herstellung von Materialien und deren Beschichtung.
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Autoren-Porträt von Herbert Oertel jr., Martin Böhle, Ulrich Dohrmann
Prof. Dr.-Ing. habil. Herbert Oertel jr. ist Ordinarius am Institut für Strömungslehre der Universität Karlsruhe (TH). Prof. Dr.-Ing. Martin Böhle ist Universitätsprofessor an der Bergischen Universität Wuppertal. Dr.-Ing. Ulrich Dohrmann ist Akademischer Oberrat am Institut für Strömungslehre der Universität Karlsruhe (TH).Bibliographische Angaben
- Autoren: Herbert Oertel jr. , Martin Böhle , Ulrich Dohrmann
- 2007, 4Aufl. 2006, 428 Seiten, Deutsch
- Verlag: Vieweg+Teubner Verlag
- ISBN-10: 3834890502
- ISBN-13: 9783834890504
- Erscheinungsdatum: 18.12.2007
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- Dateiformat: PDF
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