Molekulare Gasdynamik: Einführung in die kinetische Theorie der Gase und Lattice-Boltzmann-Methoden (German Edition)

Dieses Buch bietet eine verständliche und gut gegliederte Einführung in die molekulare Gasdynamik, es zeigt Lösungsmöglichkeiten und Anwendungen aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht. Ausgehend von einfachsten mikroskopischen Modellen über die Gleichgewichtsverteilung nach Maxwell bis hin zur Boltzmann-Gleichung werden klassische Ansätze aus Strömungsmechanik und Thermodynamik hergeleitet und interpretiert. Daneben zeigt das Buch aktuelle Trends, z.B. in der numerischen Methodenentwicklung. Wichtige gaskinetische Simulationsverfahren werden vorgestellt, allen voran die Lattice-Boltzmann-Methoden, die als neue und effiziente Verfahren in der numerischen Strömungsmechanik breite Verwendung finden. Das Werk eignet sich als Lehrbuch in den Ingenieur- und Naturwissenschaften und dient den Ingenieuren in Luft- und Raumfahrt und in der Verfahrenstechnik als wichtige Grundlage. Der Autor ist Professor an der Universität Duisburg-Essen und hat langjährige Lehr- und Forschungserfahrung auf dem Gebiet der Strömungsmechanik. Einführung in die molekulare Gasdynamik....Pages 1-16 Elementare Gaskinetik....Pages 17-43 Verteilungsfunktion und makroskopische Größen....Pages 45-60 Kinetische Theorie für Gleichgewicht....Pages 61-88 Boltzmann-Gleichung....Pages 89-114 Boltzmann-Gleichung für Gasgemische....Pages 115-129 Strömungen im Nichtgleichgewicht....Pages 131-162 Numerische Verfahren zur Lösung der Boltzmann-Gleichung....Pages 163-170 Lattice-Boltzmann-Methoden....Pages 171-211 Anhang....Pages 213-217 Trotz der Komplexität der Materie ist dieses Buch nicht mathematisch überfrachtet. Phänomenologische Ansätze aus der Strömungsmechanik und Thermodynamik werden mittels kinetischer Gastheorie einfach einsichtig erklärt und qualitativ hergeleitet. Der Autor leitet Gleichungen der Strömungsmechanik sowie Lösungsansätze für Strömungsprobleme konsequent ab und interpretiert ihre Gültigkeit. Trotz der Komplexitat der Materie ist dieses Buch nicht mathematisch uberfrachtet. Der Autor leitet Gleichungen der Stroemungsmechanik sowie Loesungsansatze fur Stroemungsprobleme konsequent ab und interpretiert ihre Gultigkeit. Im ersten Kapitel werden einige Grundbegriffe und Annahmen der kinetischen Theorie des Gase vorgestellt.