Inhaltsverzeichnis XIII

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines Begriffe, Dimensionen, Formelzeichen Aufgabe und Bedeutung Wichtige Eigenschaften der Fluide Kompressibilität Stoffarten und -kombinationen Teilchenkräfte, Kapillarität Teilchenkräfte Kapillarität Krümmungsdruck Mittlere freie Teilchenweglänge Viskosität Definition Fluidreibungsgesetz nach Newton Dynamische Viskosität η Kinematische Viskosität ν Viskositätseinheiten Schallgeschwindigkeit Fluidkräfte, reale und ideale Fluide Fluid-Statik (Hydro- und Aerostatik) Grenzflächen (Trennflächen, freie Oberflächen) Grundsätzliches Fluid in Ruhe oder konstanter Translationsbewegung Fluid in beschleunigter Translationsbewegung Fluid in Rotationsbewegung Übungsbeispiele Fluid-Druck Druck-Definition (Druckspannung) Richtungsabhängigkeit des Druckes Druck-Fortpflanzung Technische Anwendung der Druck-Fortpflanzung Druckenergie Druckkraft auf gekrümmte Flächen Gleichgewichtszustand Druck-Ausbildung durch Schwerewirkung (Schweredruck) Inkompressible Fluide (Hydrostatisches Grundgesetz) Kompressible Fluide (Luft- oder Barometerdruck) Kommunizierende Gefäße Saugwirkung Fluidkräfte auf Wandungen Grundsätzliches Fluidkräfte gegen ebene Wandungen XIII

2 XIV Inhaltsverzeichnis Bodenkraft Seitenkraft Aufkraft Fluidkräfte gegen gekrümmte Wandungen Übungsbeispiele Auftrieb und Schwimmen Auftrieb Schwimmen Gleichgewicht Stabilität Übungsbeispiele Fluid-Dynamik, Grundlagen Strömungseinteilung und Begriffe Strömungseinteilung Begriffe Fluid-Kinematik Grundsätzliches Eindimensionale Strömungen Bewegungszustand Grundgleichungen Übungsbeispiele Mehrdimensionale Strömungen Bewegungszustand Grundgleichung (Kontinuität) GAUSSscher Integralsatz Fluid-Kinetik Ähnlichkeitstheorie Grundlagen Strömungskennzahlen aus Dimensionsanalyse Bedeutung der Ähnlichkeitsgesetze Anwendung der Kennzahlen Herleitung der Kennzahlen durch Vergleichen gleichartiger Größen Strömungsformen Laminare Strömung Turbulente Strömung Grenzschichttheorie Grundsätzliches Grenzschichtdicke δ Verdrängungsdicke δ Grenzschichtströmung Kompressible Grenzschichten Strömungs-Ablösungen Unstetigkeitsflächen Eindimensionale Strömung idealer Fluide EULERSCHE Bewegungsgleichung der Absolutströmung EULERsche Bewegungsgleichung der Relativströmung in waagrechter Ebene. 112

3 Inhaltsverzeichnis XV Energiegleichungen der Absolutströmung Energiegleichung der Relativströmung Strömungen ohne Dichteänderung Eindimensionale Strömungen realer inkompressibler Fluide (Flüssigkeiten) Innenströmungen (Rohrströmungen) Erweiterte Energiegleichung Energieliniengefälle Gerade Rohre mit Kreisquerschnitt Gerade Rohre mit beliebigem Querschnitt Rohreinbauten Strömungen mit Energiezufuhr und/oder Energieabfuhr Kennlinie von Rohrsystemen Versuchswesen Übungsbeispiele Ausfluss aus Öffnungen Grundsätzliches Kleiner Ausflussquerschnitt Großer Ausflussquerschnitt Übungsbeispiele Strömungen in Gerinnen Grundsätzliches Gleichförmige stationäre Gerinneströmung Ungleichförmige stationäre Gerinneströmung Plattenströmungen (eindimensionale Außenströmungen) Grundsätzliches Glatte Platte (technisch glatt) Raue Platte Zulässige Rauigkeit Übungsbeispiele Rotierende Scheibe Grundsätzliches Freie Scheibe Umschlossene Scheibe Übungsbeispiele Strömungskräfte Impulssatz Drallsatz Hauptgleichung der Kreiselradtheorie Übungsbeispiele Mehrdimensionale Strömungen idealer Fluide EULERsche Bewegungsgleichungen Linienintegral und Zirkulation Linienintegral Λ Zirkulation Γ Vergleich von Strömungsfeld mit elektromagnetischem Feld Satz von THOMSON

4 XVI Inhaltsverzeichnis Integralsatz von STOKES Potenzial- und Stromfunktion Komplexes Potenzial Konforme Abbildung Strömungsklassen Potenzialströmungen Wirbelströmungen Zusammengesetzte Strömungen Umströmung von Schaufeln und Profilen MAGNUS-Effekt Tragflügeltheorie Mehrdimensionale Strömungen realer Fluide Bewegungsgleichungen Grundsätzliches NAVIER-STOKES-Gleichungen Wirbeltransportgleichung Grenzschicht-Gleichung nach PRANDTL Schmierschichttheorie REYNOLDS-Gleichungen Turbulenz-Modelle Numerische Strömungsmechanik Körper-Umströmung Grundsätzliches Flächenwiderstand Formwiderstand Gesamtwiderstand STOKESsches Widerstandsgesetz Übungsbeispiele Kräfte an umströmten Tragflächen Grundsätzliches Bezeichnungen Kräfte am unendlich breiten Tragflügel Erzeugung der Zirkulation Druckverteilung am Tragflügel Tragflügeleigenschaften Gleitflug Polarendiagramm Kräfte an endlich breiten Tragflügeln Flugbedingungen Übungsbeispiele Strömungen mit Dichteänderung Grundsätzliches Kleine Druckstörungen (Schall) Schallgeschwindigkeit Schallausbreitung Eindimensionale kompressible Strömungen (Stromfadentheorie)

5 Inhaltsverzeichnis XVII Grundgleichungen Durchfluss und Kontinuität Energiesatz Impuls und Drall Unterschall-Rohrströmungen Grundsätzliches Polytrope Rohrströmung Isotherme Rohrströmung Adiabate Rohrströmung Rohrreibungszahl λ Drosselung Übungsbeispiele Ausströmungen (Expansionsströmungen) Grundsätzliches Mündung (einfache Düse) LAVAL-Düse (erweiterte Düse) Einströmungen (Verdichtungsströmungen) Grundsätzliches Unterschalldiffusor Überschalldiffusor Stoßdiffusor Transsonische Rohrströmung Übungsbeispiele Große Druckstörungen (Stoß, Welle) Grundsätzliches Verdichtungsstöße Senkrechter Verdichtungsstoß Schräger Verdichtungsstoß Verdünnungswellen Zusammenstellung der Beeinflussungen von Überschallströmungen durch Wellen und Stöße Übungsbeispiele Mehrdimensionale kompressible Strömungen Vorbemerkung Umströmung mit (reinem) Unterschall Umströmung mit Überschall Örtlicher Überschall Reiner Überschall Blockierung (Choking) überschallschnell angeströmter Öffnungen Übungsbeispiele Anhang Übersicht Tabellen und Bilder Lösungen der Übungsbeispiele

6 XVIII Inhaltsverzeichnis 8 Schrifttum Lehrbücher Übungsbücher Weiterführende Literatur Handbücher Sachverzeichnis