Prandtl - Führer durch die Strömungslehre

Transkript

1 Prandtl - Führer durch die Strömungslehre Grundlagen und Phänomene Bearbeitet von Herbert Oertel jr., Martin Böhle, Peter Ehrhard, Dieter Etling, Ulrich Müller, Uwe Riedel, Katepalli R. Sreenivasan 1. Auflage Buch. xii, 764 S. Hardcover ISBN Format (B x L): 16,8 x 24 cm Weitere Fachgebiete > Physik, Astronomie > Mechanik > Kontinuumsmechanik, Strömungslehre schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 VII 1 Einführung 1 2 Eigenschaften der Flüssigkeiten und Gase Eigenschaften der Flüssigkeiten Lehre vom Spannungszustand Der Flüssigkeitsdruck Eigenschaften der Gase Gasdruck Wechselwirkung von Gasdruck und Flüssigkeitsdruck Gleichgewicht bei anderen Kraftfeldern Oberflächenspannung (Kapillarität) 38 3 Kinematik der Strömungen Darstellungsmittel Beschleunigung einer Strömung Topologie einer Strömung 49 4 Dynamik der Strömungen Dynamik der reibungsfreien Flüssigkeit Kontinuität und Bernoulli-Gleichung Folgerungen aus der Bernoulli-Gleichung Druckmessung Trennflächen und Wirbelbildung Potentialströmung Tragflügelauftrieb und Magnus-Effekt Impulssatz für stationäre Strömungen Wellen auf einer freien Flüssigkeitsoberfläche Dynamik zäher Flüssigkeiten Zähigkeit (innere Reibung), Navier-Stokes-Gleichung Mechanische Ähnlichkeit, Reynolds-Zahl Laminare Grenzschichten Entstehung der Turbulenz Ausgebildete Turbulenz Strömungsablösung und Wirbelbildung Sekundärströmungen Strömungen mit überwiegender Zähigkeit Strömungen durch Rohre und Kanäle Widerstand von Körpern in Flüssigkeiten Strömungen Nicht-Newtonscher Medien Dynamik der Gase 168

3 VIII Druckfortpflanzung, Schallgeschwindigkeit Stationäre kompressible Strömungen Energiesatz Theorie des senkrechten Verdichtungsstoßes Strömungen um Ecken, Freistrahlen Strömungen mit schwachen Störungen Profilumströmungen Aerodynamik Vogelflug Profil und Tragflügel Profil- und Tragflügeltheorie Aerodynamisches Versuchswesen Transsonische Aerodynamik, Pfeilflügel Stoß-Grenzschicht-Wechselwirkung Strömungsablösung Überschallaerodynamik, Deltaflügel Grundgleichungen der Strömungsmechanik Kontinuitätsgleichung Navier-Stokes-Gleichungen Laminare Strömungen Reynolds-Gleichungen für turbulente Strömungen Energiegleichung Laminare Strömungen Turbulente Strömungen Grundgleichungen in Erhaltungsform Hierarchie der Grundgleichungen Navier-Stokes-Gleichungen Abgeleitete Modellgleichungen Reynolds-Gleichungen für turbulente Strömungen Turbulenzmodelle Mehrphasenströmungen Reaktive Strömungen Differentialgleichungen der Störungen Instabilitäten und turbulente Strömungen Grundlagen turbulenter Strömungen Einsetzen der Turbulenz Strömungsmechanische Instabilitäten Lineare Stabilitätsanalyse Übergang zur Turbulenz Ausgebildete Turbulenz 350

4 IX Die Notation der Mischungsweglänge Turbulente Durchmischung Turbulente Energiebeziehungen Klassifikation turbulenter Strömungen Freie Turbulenz Turbulenz in Wandnähe Rotierende und geschichtete Strömungen Turbulenz im Windkanal Zweidimensionale Turbulenz Strukturen und Statistik Neue Entwicklungen Zerfall in kleine und große Skalen Lagrange-Untersuchungen der Turbulenz Feldtheoretische Methoden Ausblick Konvektive Wärme- und Stoffübertragung Grundlagen der Wärme- und Stoffübertragung Freie und erzwungene Konvektion Wärmeleitung und Konvektion Diffusion und Konvektion Freie Konvektion Rayleigh-Bénard-Konvektion Konvektion an der vertikalen Platte Konvektion am waagerechten Zylinder Erzwungene Konvektion Rohrströmung Grenzschichtströmung Umströmte Körper Wärme- und Stoffaustausch Diffusions-Konvektion Stoffaustausch an der ebenen Platte Strömungen mit mehreren Phasen Grundlagen der Strömungen mit mehreren Phasen Definitionen Strömungsformen Strömungskarten Strömungsmodelle Das eindimensionale Zwei-Fluid-Modell Mischungsmodelle Das Driftströmungsmodell 438

5 X Blasen und Tropfen Sprühströmungen Flüssig-Feststoff Transport Fluidisierung von Partikelbetten Druckverlust und Volumenanteil in Hydraulikkomponenten Der Reibungsdruckverlust in horizontalen geraden Rohren Beschleunigungsdruckverluste Ausbreitungsgeschwindigkeit von Dichtewellen und kritische Massenströme Dichtewellen Kritische Massenströme Kavitation Instabilitäten in Zweiphasen-Strömungen Turbulenz in disperser Zwei-Phasen-Strömung Allgemeine Gesichtspunkte Das Mischungsweg-Konzept Transportgleichungs-Modelle für Turbulenzeigenschaften Strömungen mit chemischen Reaktionen Grundlagen reaktiver Strömungen Zeitgesetz und Reaktionsordnung Zusammenhang von Vorwärts- und Rückwärtsreaktion Elementarreaktionen und Reaktionsmolekularität Temperaturabhängigkeit von Geschwindigkeitskoeffizienten Druckabhängigkeit von Geschwindigkeitskoeffizienten Eigenschaften von Reaktionsmechanismen Laminare reaktive Strömungen Struktur vorgemischter Flammen Ausbreitungsgeschwindigkeit vorgemischter Flammen Empfindlichkeitsanalyse Nicht-vorgemischte Gegenstromflammen Nicht-vorgemischte Strahlflammen Nicht-vorgemischte Flammen mit schneller Chemie Abgasreinigung mit Plasmaquellen Strömungen in Ätzreaktoren Heterogene Katalyse Turbulente reaktive Strömungen Übersicht und Begriffsbildung Direkte Simulation Mittlere Reaktionsgeschwindigkeiten Eddy-Break-Up-Modelle Turbulente nicht-vorgemischte Flammen Turbulente Vormischflammen 545

6 XI 9.4 Hypersonische Strömungen Physikalisch-chemische Phänomene beim Wiedereintrittsflug Chemisches Nichtgleichgewicht Thermisches Nichtgleichgewicht Oberflächenreaktionen an Wiedereintrittsflugkörpern Strömungen in der Atmosphäre und im Ozean Grundlagen der Strömungen in der Atmosphäre und im Ozean Einführung Grundgleichungen im rotierenden System Geostrophische Strömung Vorticity Ekman-Schicht Prandtl-Schicht Strömungen in der Atmosphäre Thermische Windsysteme Thermische Konvektion Schwerewellen Wirbel Globale atmosphärische Zirkulation Strömungen im Ozean Windgetriebene Strömungen Wasserwellen Anwendungen der Gesetzmäßigkeiten für Strömungen in der Atmosphäre und im Ozean Wettervorhersage Treibhauseffekt und Klimavorhersage Ozonloch Mikroströmungen Grundlagen der Mikroströmungen Anwendungen von Mikroströmungen Fluidmodelle Mikroströmung von Gasen Mikroströmung von Flüssigkeiten Molekulare Modelle Grundlagen molekularer Modelle Monte-Carlo-Simulation Molekulardynamische Simulation Kontinuum-Modelle Ähnlichkeits-Diskussion Modifikationen der Randbedingungen 627

7 XII Elektrokinetische Effekte Benetzung und dünne Filme Experimente Druckverlust Laminar-turbulente Transition Wärmeübergang Bioströmungsmechanik Grundlagen der Bioströmungsmechanik Bioströmungsmechanik der Tiere Bioströmungsmechanik des Menschen Rheologie des Blutes Schwimmen und Fliegen Fortbewegung der Einzeller Schwimmen der Fische Strömungskontrolle Vogelflug Strömung im menschlichen Herzen Physiologie und Anatomie des Herzens Struktur des Herzens Erregungsphysiologie des Herzens Strömung im Herzen Herzklappen Strömung in Blutgefäßen Instationäre Rohrströmung Instationäre Arterienströmung Arterienverzweigungen Mikrozirkulation 721 Literaturverzeichnis 725 Sachwortverzeichnis 753