Strömungsmechanik: Physik ? Mathematische Modelle ? Thermodynamische Aspekte (german Edition)

Probleme in der Strömungsmechanik werden immer häufiger durch den Einsatz von kommerziellen Computerprogrammen gelöst. Eine solche Vorgehensweise setzt aber voraus, dass die Physik des Problems wirklich verstanden ist. Das Buch trägt zum grundlegenden Verständnis der Zusammenhänge bei, indem es die Physik verschiedener Strömungsformen anschaulich darstellt. · Die mathematischen Grundgleichungen, insbesondere die Navier-Stokes-Gleichungen und der Energiesatz, werden zunächst in allgemeiner Form bereitgestellt und in ihrer mathematischen Bedeutung erläutert. · Die physikalisch/mathematische Modellierung einzelner wichtiger Strömungen bzw. Strömungsformen wird anschließend konsequent aus diesen Grundgleichungen abgeleitet. Die Autoren verfolgen dabei systematisch das Konzept der deduktiven Herleitung. · Thermodynamische Überlegungen werden herangezogen, insbesondere um Verluste bei Strömungen physikalisch interpretieren zu können. Dimensionsanalytische Überlegungen spielen eine wichtige Rolle. Das Buch enthält zahlreiche Beispiele und Übungsaufgaben mit vollständigem Lösungsweg. Neu an der 3. Auflage ist das Kapitel „Strömungen aus thermodynamischer Sicht“. In diesem Teil wird gezeigt, wie wichtige strömungsmechanische Größen (z.B. die Verlustbeiwerte) mit thermodynamischen Überlegungen ermittelt und interpretiert werden können. Probleme in der Strömungsmechanik werden immer häufiger durch den Einsatz von kommerziellen Computerprogrammen gelöst. Eine solche Vorgehensweise setzt aber voraus, dass die Physik des Problems wirklich verstanden ist. Das Buch trägt zum grundlegenden Verständnis der Zusammenhänge bei, indem es die Physik verschiedener Strömungsformen anschaulich darstellt. · Die mathematischen Grundgleichungen, insbesondere die Navier-Stokes-Gleichungen und der Energiesatz, werden zunächst in allgemeiner Form bereitgestellt und in ihrer mathematischen Bedeutung erläutert. · Die physikalisch/mathematische Modellierung einzelner wichtiger Strömungen bzw. Strömungsformen wird anschließend konsequent aus diesen Grundgleichungen abgeleitet. Die Autoren verfolgen dabei systematisch das Konzept der deduktiven Herleitung. · Thermodynamische Überlegungen werden herangezogen, insbesondere um Verluste bei Strömungen physikalisch interpretieren zu können. Dimensionsanalytische Überlegungen spielen eine wichtige Rolle. Das Buch enthält zahlreiche Beispiele und Übungsaufgaben mit vollständigem Lösungsweg. Neu an der 3. Auflage ist das Kapitel {u201E}Strömungen aus thermodynamischer Sicht?. In diesem Teil wird gezeigt, wie wichtige strömungsmechanische Größen (z.B. die Verlustbeiwerte) mit thermodynamischen Überlegungen ermittelt und interpretiert werden können. Die Zielgruppen Studierende des Maschinenbaus, der Verfahrenstechnik und der Physik Heinz Herwig Studium des Maschinenbaus an der Ruhr-Universität Bochum; 1981 Promotion und 1985 Habilitation am dortigen Institut für Thermo- u. Fluiddynamik; anschließend fünf Jahre Zeitprofessor für Theoretische Strömungsmechanik an der Ruhr-Universität, nach mehreren Auslandsaufenthalten ab 1994 Lehrstuhlinhaber für Technische Thermodynamik an der TU Chemnitz; 1999 Wechsel an die TU Hamburg-Harburg, seitdem Leiter des dortigen Instituts für Thermofluiddynamik. Bastian Schmandt Studium des Maschinenbaus an der TU Hamburg-Harburg; Wissenschaftlicher Mitarbeiter am dortigen Institut für Thermofluiddynamik; 2014 Promotion Probleme in der Strömungsmechanik werden immer häufiger durch den Einsatz von kommerziellen Computerprogrammen gelöst. Eine solche Vorgehensweise setzt aber voraus, dass die Physik des Problems wirklich verstanden ist. Das Buch trägt zum grundlegenden Verständnis der Zusammenhänge bei, indem es die Physik verschiedener Strömungsformen anschaulich darstellt. · Die mathematischen Grundgleichungen, insbesondere die Navier-Stokes-Gleichungen und der Energiesatz, werden zunächst in allgemeiner Form bereitgestellt und in ihrer mathematischen Bedeutung erläutert. · Die physikalisch/mathematische Modellierung einzelner wichtiger Strömungen bzw. Strömungsformen wird anschließend konsequent aus diesen Grundgleichungen abgeleitet. Die Autoren verfolgen dabei systematisch das Konzept der deduktiven Herleitung. · Thermodynamische Überlegungen werden herangezogen, insbesondere um Verluste bei Strömungen physikalisch interpretieren zu können. Dimensionsanalytische Überlegungen spielen eine wichtige Rolle. Das Buch enthält zahlreiche Beispiele und Übungsaufgaben mit vollständigem Lösungsweg. Neu an der 3. Auflage ist das Kapitel „Strömungen aus thermodynamischer Sicht2. In diesem Teil wird gezeigt, wie wichtige strömungsmechanische Größen (z.B. die Verlustbeiwerte) mit thermodynamischen Überlegungen ermittelt und interpretiert werden können. Die Zielgruppen Studierende des Maschinenbaus, der Verfahrenstechnik und der Physik Heinz Herwig Studium des Maschinenbaus an der Ruhr-Universität Bochum; 1981 Promotion und 1985 Habilitation am dortigen Institut für Thermo- u. Fluiddynamik; anschließend fünf Jahre Zeitprofessor für Theoretische Strömungsmechanik an der Ruhr-Universität, nach mehreren Auslandsaufenthalten ab 1994 Lehrstuhlinhaber für Technische Thermodynamik an der TU Chemnitz; 1999 Wechsel an die TU Hamburg-Harburg, seitdem Leiter des dortigen Instituts für Thermofluiddynamik. Bastian Schmandt Studium des Maschinenbaus an der TU Hamburg-Harburg; Wissenschaftlicher Mitarbeiter am dortigen Institut für Thermofluiddynamik; 2014 Promotion Front Matter....Pages i-xvii Front Matter....Pages 1-1 Überblick über verschiedene Strömungen und ihre physikalischen Merkmale....Pages 3-11 Physikalisch/mathematische Modellbildung in der Strömungsmechanik....Pages 13-25 Spezielle Phänomene....Pages 27-46 Grundgleichungen der Strömungsmechanik....Pages 47-80 Das Turbulenzproblem....Pages 81-121 Front Matter....Pages 123-125 Stromfadentheorie bei endlichen Querschnitten für inkompressible Strömungen....Pages 127-154 Stromfadentheorie bei endlichen Querschnitten für kompressible Strömungen....Pages 155-176 Front Matter....Pages 177-177 Reibungsfreie Umströmungen....Pages 179-192 Reibungsbehaftete Umströmungen....Pages 193-251 Durchströmungen....Pages 253-274 Front Matter....Pages 275-275 Vereinfachte Gleichungen für dreidimensionale Strömungen....Pages 277-294 Spezielle Aspekte bei der numerischen Lösung komplexer Strömungsprobleme....Pages 295-313 Front Matter....Pages 315-315 Thermodynamische Aspekte von Strömungen....Pages 317-326 Strömungsverluste aus thermodynamischer Sicht....Pages 327-340 Konvektive Wärmeübertragung und ihre Bewertung....Pages 341-344 Front Matter....Pages 345-345 Aufgaben....Pages 347-363 Lösungswege und -Hinweise zu den Aufgaben....Pages 365-390 Anhang 1: Vektoroperatoren und ihre Bedeutung in kartesischen Koordinaten....Pages 391-392 Anhang 2: Andere Koordinatensysteme/Grundgleichungen in Zylinderkoordinaten....Pages 393-395 Back Matter....Pages 397-409