Aktualisiert: 2023-07-02
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Mechanische Verfahrenstechnik – Partikeltechnologie 1
Schlüsselwort: Dimensionsanalyse
Mechanische Verfahrenstechnik – Partikeltechnologie 1
Mechanische Verfahrenstechnik – Partikeltechnologie 1
Mechanische Verfahrenstechnik – Partikeltechnologie 1
Mathematische Modellierung
Mathematische Modellierung
Mathematische Modellierung
Dimensionsanalyse in der Strömungslehre
Dimensionsbetrachtungen reichen bis in die Anfänge der Mechanik und besonders der Strömungslehre zurück. Zu der Fortentwicklung dieser Wissenschaften und zu dem Er kenntnisfortschritt der Naturwissenschaften allgemein haben Dimensionsbetrachtungen wesentliche Beiträge geliefert und oft richtungsweisend neue Wissensgebiete eröffnet. Leider verdeckt der Hinweis auf dimensions analytisch begründete Ansätze leicht die hin ter diesen Ansätzen stehende geistige Leistung und verführt zur Annahme, daß sich die Mühen neuer Erkenntnisse durch hastige, rezeptartige Anwendungen dimensionsana lytischer Methoden vermeiden ließen. Gescheiterte Ansätze und bittere Enttäuschun gen sind die Folge und einhergehend die Ablehnung dieser Methoden überhaupt. Der leichtfertige Umgang mit Dimensionsbetrachtungen wird durch Lehrbücher gefördert, die Rezepturen in den Vordergrund stellen und an (wohl bekannten) Beispielen zei gen, wie leicht, ans Wunderbare grenzend, sich physikalische Erkenntnisse von tiefer Bedeutung gewinnen lassen. Die formale Dimensionsanalyse kann aber aus einer Pro blemstellung nur die, für die Lösung unwichtige, Information entfernen, die über das Maßsystem eingetreten ist. Das stellt noch keine physikalische Erkenntnis dar. Daher kann die formale Durchführung der Dimensionsanalyse nicht im Vordergrund stehen, zumal diese fast trivial ist. Im Vordergrund steht vielmehr die Durchdringung der ge gebenen Fragestellung, die Abstraktion und Vereinfachung des Problems, die es erst gestattet, die relevanten physikalischen Größen zu erkennen und damit ihre Zahl auf das für die Beschreibung absolut notwendige Minimum zu beschränken. Erst dann ist eine Dimensionsanalyse sinnvoll, weil sie die notwendige Zahl der Veränderlichen wei ter reduziert. Aber dieser Satz der neuen Veränderlichen ist nicht eindeutig.
Aktualisiert: 2023-07-03
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Dimensionsanalyse in der Strömungslehre
Dimensionsbetrachtungen reichen bis in die Anfänge der Mechanik und besonders der Strömungslehre zurück. Zu der Fortentwicklung dieser Wissenschaften und zu dem Er kenntnisfortschritt der Naturwissenschaften allgemein haben Dimensionsbetrachtungen wesentliche Beiträge geliefert und oft richtungsweisend neue Wissensgebiete eröffnet. Leider verdeckt der Hinweis auf dimensions analytisch begründete Ansätze leicht die hin ter diesen Ansätzen stehende geistige Leistung und verführt zur Annahme, daß sich die Mühen neuer Erkenntnisse durch hastige, rezeptartige Anwendungen dimensionsana lytischer Methoden vermeiden ließen. Gescheiterte Ansätze und bittere Enttäuschun gen sind die Folge und einhergehend die Ablehnung dieser Methoden überhaupt. Der leichtfertige Umgang mit Dimensionsbetrachtungen wird durch Lehrbücher gefördert, die Rezepturen in den Vordergrund stellen und an (wohl bekannten) Beispielen zei gen, wie leicht, ans Wunderbare grenzend, sich physikalische Erkenntnisse von tiefer Bedeutung gewinnen lassen. Die formale Dimensionsanalyse kann aber aus einer Pro blemstellung nur die, für die Lösung unwichtige, Information entfernen, die über das Maßsystem eingetreten ist. Das stellt noch keine physikalische Erkenntnis dar. Daher kann die formale Durchführung der Dimensionsanalyse nicht im Vordergrund stehen, zumal diese fast trivial ist. Im Vordergrund steht vielmehr die Durchdringung der ge gebenen Fragestellung, die Abstraktion und Vereinfachung des Problems, die es erst gestattet, die relevanten physikalischen Größen zu erkennen und damit ihre Zahl auf das für die Beschreibung absolut notwendige Minimum zu beschränken. Erst dann ist eine Dimensionsanalyse sinnvoll, weil sie die notwendige Zahl der Veränderlichen wei ter reduziert. Aber dieser Satz der neuen Veränderlichen ist nicht eindeutig.
Aktualisiert: 2023-07-03
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Dimensionsanalyse in der Strömungslehre
Dimensionsbetrachtungen reichen bis in die Anfänge der Mechanik und besonders der Strömungslehre zurück. Zu der Fortentwicklung dieser Wissenschaften und zu dem Er kenntnisfortschritt der Naturwissenschaften allgemein haben Dimensionsbetrachtungen wesentliche Beiträge geliefert und oft richtungsweisend neue Wissensgebiete eröffnet. Leider verdeckt der Hinweis auf dimensions analytisch begründete Ansätze leicht die hin ter diesen Ansätzen stehende geistige Leistung und verführt zur Annahme, daß sich die Mühen neuer Erkenntnisse durch hastige, rezeptartige Anwendungen dimensionsana lytischer Methoden vermeiden ließen. Gescheiterte Ansätze und bittere Enttäuschun gen sind die Folge und einhergehend die Ablehnung dieser Methoden überhaupt. Der leichtfertige Umgang mit Dimensionsbetrachtungen wird durch Lehrbücher gefördert, die Rezepturen in den Vordergrund stellen und an (wohl bekannten) Beispielen zei gen, wie leicht, ans Wunderbare grenzend, sich physikalische Erkenntnisse von tiefer Bedeutung gewinnen lassen. Die formale Dimensionsanalyse kann aber aus einer Pro blemstellung nur die, für die Lösung unwichtige, Information entfernen, die über das Maßsystem eingetreten ist. Das stellt noch keine physikalische Erkenntnis dar. Daher kann die formale Durchführung der Dimensionsanalyse nicht im Vordergrund stehen, zumal diese fast trivial ist. Im Vordergrund steht vielmehr die Durchdringung der ge gebenen Fragestellung, die Abstraktion und Vereinfachung des Problems, die es erst gestattet, die relevanten physikalischen Größen zu erkennen und damit ihre Zahl auf das für die Beschreibung absolut notwendige Minimum zu beschränken. Erst dann ist eine Dimensionsanalyse sinnvoll, weil sie die notwendige Zahl der Veränderlichen wei ter reduziert. Aber dieser Satz der neuen Veränderlichen ist nicht eindeutig.
Aktualisiert: 2023-07-03
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Übungsbuch Strömungsmechanik
Dieses Übungsbuch unterstützt die Lehre der Strömungsmechanik durch geeignete Übungsaufgaben, die sowohl konventionell als auch mit Softwarebeispielen gelöst werden. Für den Studenten ist es heutzutage unerlässlich, den Stoff, angeleitet von Übungsaufgaben und kleinschrittig beschriebenen Lösungswegen, selbst nachzuvollziehen. Es fördert die Fähigkeit, strömungsmechanische Probleme mathematisch zu formulieren und ausgewählte Anwendungsbeispiele analytisch und numerisch zu lösen. In der vorliegenden Auflage wurden Aufgaben zu den Grundlagen der Strömungsmechanik ergänzt und Prüfungs-/Klausuraufgaben aktualisiert.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Übungsbuch Strömungsmechanik
Dieses Übungsbuch unterstützt die Lehre der Strömungsmechanik durch geeignete Übungsaufgaben, die sowohl konventionell als auch mit Softwarebeispielen gelöst werden. Für den Studenten ist es heutzutage unerlässlich, den Stoff, angeleitet von Übungsaufgaben und kleinschrittig beschriebenen Lösungswegen, selbst nachzuvollziehen. Es fördert die Fähigkeit, strömungsmechanische Probleme mathematisch zu formulieren und ausgewählte Anwendungsbeispiele analytisch und numerisch zu lösen. In der vorliegenden Auflage wurden Aufgaben zu den Grundlagen der Strömungsmechanik ergänzt und Prüfungs-/Klausuraufgaben aktualisiert.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Skalierung der physikalischen Gesetze und mathematischen Modellierung
Infolge des technischen Fortschritts werden Bauelemente und Systeme häufig auch in ihrer Größe verändert. Aufgrund der Maßstabsänderung weisen sie meistens ein geändertes physikalisches Verhalten und damit auch andere Eigenschaften auf.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Skalierung der physikalischen Gesetze und mathematischen Modellierung
Infolge des technischen Fortschritts werden Bauelemente und Systeme häufig auch in ihrer Größe verändert. Aufgrund der Maßstabsänderung weisen sie meistens ein geändertes physikalisches Verhalten und damit auch andere Eigenschaften auf.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Skalierung der physikalischen Gesetze und mathematischen Modellierung
Infolge des technischen Fortschritts werden Bauelemente und Systeme häufig auch in ihrer Größe verändert. Aufgrund der Maßstabsänderung weisen sie meistens ein geändertes physikalisches Verhalten und damit auch andere Eigenschaften auf.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Ein Beitrag zur Untersuchung des Verhaltens dünner Flüssigkeitsfilme nahe gekrümmten Substratoberflächen
In der vorliegenden Arbeit wurde das Verhalten dünner Flüssigkeitsfilme an gekrümmten Substratoberflächen durch experimentelle Beschichtungsversuche und durch numerische Filmsimulationen untersucht. Besonderes Interesse galt dabei dem Finden optimaler Einflussgrößenkombinationen zur Reduzierung des Fettkanten-Effekts. In der hierfür durchgeführten Parameterstudie wurden der Kantenrundungsradius des Substrats, die Applikationsschichtdicke der Beschichtung sowie Viskosität und Oberflächenspannung des Fluids variiert. Mittels bestimmten Parameterkonfigurationen konnten prägnante oder kaum auffällige Fettkanten erzeugt werden, insbesondere im Experiment, und im Weiteren auch Aussagen über die Signifikanz der untersuchten Einflussgrößen getroffen werden. Abschließend wurde eine geeignete dimensionslose Kenngröße generiert, um den Fettkanten-Effekt parameterübergreifend beschreiben zu können.
Aktualisiert: 2023-06-22
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Ein Beitrag zur Untersuchung des Verhaltens dünner Flüssigkeitsfilme nahe gekrümmten Substratoberflächen
In der vorliegenden Arbeit wurde das Verhalten dünner Flüssigkeitsfilme an gekrümmten Substratoberflächen durch experimentelle Beschichtungsversuche und durch numerische Filmsimulationen untersucht. Besonderes Interesse galt dabei dem Finden optimaler Einflussgrößenkombinationen zur Reduzierung des Fettkanten-Effekts. In der hierfür durchgeführten Parameterstudie wurden der Kantenrundungsradius des Substrats, die Applikationsschichtdicke der Beschichtung sowie Viskosität und Oberflächenspannung des Fluids variiert. Mittels bestimmten Parameterkonfigurationen konnten prägnante oder kaum auffällige Fettkanten erzeugt werden, insbesondere im Experiment, und im Weiteren auch Aussagen über die Signifikanz der untersuchten Einflussgrößen getroffen werden. Abschließend wurde eine geeignete dimensionslose Kenngröße generiert, um den Fettkanten-Effekt parameterübergreifend beschreiben zu können.
Aktualisiert: 2023-06-22
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Ein Beitrag zur Untersuchung des Verhaltens dünner Flüssigkeitsfilme nahe gekrümmten Substratoberflächen
In der vorliegenden Arbeit wurde das Verhalten dünner Flüssigkeitsfilme an gekrümmten Substratoberflächen durch experimentelle Beschichtungsversuche und durch numerische Filmsimulationen untersucht. Besonderes Interesse galt dabei dem Finden optimaler Einflussgrößenkombinationen zur Reduzierung des Fettkanten-Effekts. In der hierfür durchgeführten Parameterstudie wurden der Kantenrundungsradius des Substrats, die Applikationsschichtdicke der Beschichtung sowie Viskosität und Oberflächenspannung des Fluids variiert. Mittels bestimmten Parameterkonfigurationen konnten prägnante oder kaum auffällige Fettkanten erzeugt werden, insbesondere im Experiment, und im Weiteren auch Aussagen über die Signifikanz der untersuchten Einflussgrößen getroffen werden. Abschließend wurde eine geeignete dimensionslose Kenngröße generiert, um den Fettkanten-Effekt parameterübergreifend beschreiben zu können.
Aktualisiert: 2023-06-22
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Ein Beitrag zur Untersuchung des Verhaltens dünner Flüssigkeitsfilme nahe gekrümmten Substratoberflächen
In der vorliegenden Arbeit wurde das Verhalten dünner Flüssigkeitsfilme an gekrümmten Substratoberflächen durch experimentelle Beschichtungsversuche und durch numerische Filmsimulationen untersucht. Besonderes Interesse galt dabei dem Finden optimaler Einflussgrößenkombinationen zur Reduzierung des Fettkanten-Effekts. In der hierfür durchgeführten Parameterstudie wurden der Kantenrundungsradius des Substrats, die Applikationsschichtdicke der Beschichtung sowie Viskosität und Oberflächenspannung des Fluids variiert. Mittels bestimmten Parameterkonfigurationen konnten prägnante oder kaum auffällige Fettkanten erzeugt werden, insbesondere im Experiment, und im Weiteren auch Aussagen über die Signifikanz der untersuchten Einflussgrößen getroffen werden. Abschließend wurde eine geeignete dimensionslose Kenngröße generiert, um den Fettkanten-Effekt parameterübergreifend beschreiben zu können.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Handbuch der Aerodynamik
Dieses umfassende Handbuch widmet sich den physikalisch-mathematischen Grundlagen der Aerodynamik – von Grund auf und bis ins letzte Detail nachrechenbar. Es räumt mit wissenschaftlichen Halbwahrheiten auf, die das Teilgebiet der Strömungslehre über die letzten Jahrzehnte dominiert haben. Durch die Korrektur überholter Annahmen rollt es die Lehre der Aerodynamik neu auf und liefert wertvolle Impulse für Ingenieur:innen und Wissenschaftler:innen aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Anlagen- und Fahrzeugbau.
Folgende Themen werden behandelt:
- Elementare Grundlagen: Newtonsche Axiome, Auftriebskraft, Strömungsumlenkung bei längs gekrümmten Oberflächen
- Bestimmung aerodynamischer Kräfte und Momente aus Druckverteilungen
- Dimensionsanalyse, Ähnlichkeitsgesetze und Modellregeln: Buckinghamsches Π-Theorem, dimensionslose Kenngrößen
- Strömungsmechanische Grundlagen: Eulersche Gleichungen, Bernoulli-Gleichung, Impulssatz für stationäre Strömungen
- Einfache ebene und räumliche Potentialströmungen: Laplace-Gleichung, Zirkulation, Stromfunktion
- Komplexe Strömungsfunktionen: Rechnen mit komplexen Zahlen, Grundlagen der komplexen Analysis in der Aerodynamik
- Konforme Abbildungen
Mit modernsten Mitteln der Simulation zeigt der Autor, wie sich Luft bei der Umströmung von Körpern verhält. Für Berechnungen, die mehr Aufwand erfordern, stellt er Programme und eine Grafikausgabe bereit, die zusammen mit den dazugehörigen Quellcodes auf plus.hanser-fachbuch.de heruntergeladen werden können. Aufwendig gestaltete Abbildungen, die so in keiner anderen Veröffentlichung zur Aerodynamik zu finden sind, runden den Inhalt ab.
Aktualisiert: 2023-05-25
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