Fluid- und Wärmetransport Strömungslehre

"Strömungslehre" ist Teil des zweibändigen Werkes "Fluid- und Wärmetransport". Die Grundlagen der Fluiddynamik werden ausführlich behandelt. Nach kurzer Wiederholung der Grundlagen der Hydrostatik werden reibungsfreie eindimensionale Strömungen behandelt, wobei ausführlich auf die Stromfadentheorie sowie die Unterschiede zwischen kompressibler und inkompressibler Fluidströmung am Beispiel von Ausströmvorgängen eingegangen wird. Es folgen die Ableitung der Grundgleichungen für reibungsfreie mehrdimensionale Strömungen, die Behandlung ebener Potentialströmungen sowie eine ausführliche Betrachtung eindimensionaler reibungsbehafteter laminarer und turbulenter Rohrströmungen. Nach anschaulicher Herleitung der Grundgleichungen der Fluiddynamik werden turbulente Strömungsfelder sowie Grenzschichtströmungen betrachtet. Schließlich gibt eine kurze Einführung in numerische Verfahren und Ansätze zur Lösung der Grundgleichungen einen Einblick in Computational Fluid Dynamics.Einzelne Kapitel werden durch Aufgaben ergänzt und eine Formelsammlung mit den wichtigsten Gebrauchsformeln der Strömungslehre findet sich im Anhang. Das Buch ist damit nicht nur als vorlesungsbegleitendes Lehrbuch oder zum Selbststudium, sondern auch als Nachschlagewerk für den in der Praxis stehenden Ingenieur geeignet.

1 Einleitung.- 1.1 Überblick.- 1.2 Hydrostatischer Druck.- 1.3 Hydrostatischer Auftrieb.- 1.4 Oberflächenspannung und Kapillarität.- 1.5 Übungsaufgaben.- 2 Reibungsfreie, eindimensionale Strömungen.- 2.1 Grundgleichungen der Stromfadentheorie.- 2.2 Strömung inkompressibler Fluide.- 2.3 Ausströmvorgänge.- 2.4 Strömung kompressibler Fluide.- 2.5 Übungsaufgaben.- 3 Reibungsfreie, mehrdimensionale Strömung.- 3.1 Das Kontinuum.- 3.2 Kinematische Eigenschaften.- 3.3 Euler-Gleichungen.- 3.4 Ebene Potentialströmung.- 3.5 Übungsaufgaben.- 4 Einfache reibungsbehaftete Strömungen.- 4.1 Elastizität und Viskosität.- 4.2 Impulssatz.- 4.3 Laminare Rohrströmung.- 4.4 Turbulente Rohrströmung.- 4.5 Übungsaufgaben.- 5 Dreidimensionale reibungsbehaftete Strömungsfelder.- 5.1 Navier-Stokes-Gleichungen.- 5.2 Grenzschichtströmungen.- 5.3 Turbulente Strömungsfelder.- 5.4 Übungsaufgaben.- 6 Numerische Strömungsmechanik.- 6.1 Vorbemerkungen.- 6.2 Lösungswege.- 6.3 Diskretisierungs-Methoden.- Anhang A: Lösungen der Übungsaufgaben.- Anhang B: Formelsammlung zur Strömungslehre.- Literatur.- Stichwortverzeichnis.