Das Buch "Strömungslehre" ist Teil des zweibändigen Werkes "Fluid- und Wärmetransport" und behandelt die Grundlagen der Fluiddynamik. Der Umfang entspricht dem Stoff einer einsemestrigen Vorlesung. Einzelne Kapitel werden durch Aufgaben ergänzt, im Anhang befindet sich eine Sammlung mit den wichtigsten Formeln der Strömungslehre. Das Buch ist damit als Lehrbuch wie auch als Nachschlagewerk für den in der Praxis stehenden Ingenieur geeignet.
Aktualisiert: 2023-03-14
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In der vorliegenden Arbeit werden zwei Schwerpunkte gesetzt. Im ersten Teil wird die Entwicklung des Strömungslösers SHOCK zur Direkten Numerischen Simulation (DNS) kompressibler Strömungen dessen ausführliche Verifikation sowie ein zentrales Auswerteprogramm mit Stabilitätslöser diskutiert. Im zweiten Teil wird SHOCK angewendet, um die transsonische Profilumströmung mit dem Schwerpunkt stromauflaufender Druckwellen zu untersuchen. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit ist die Überprüfung des Tonal Noise in transsonischen Strömungen. Hier ist eine hervorzuhebende Erkenntnis, dass die Strouhal-Zahl des Tonal Noise auch für die transsonische Strömung bei St = 0, 048 ± 0.003 liegt. Ebenso werden die Tollmien-Schlichting-Wellen in der Grenzschicht bei gleicher Strouhal-Zahl des Tonal Noise Phänomens nachgewiesen.
Für einige untersuchte Konfigurationen wird ab einer Mach-Zahl von Ma ≥ 0,6 ein anderer Quellmechanismus im Bereich der laminaren Ablösung detektiert. Druckwellen laufen stromauf und heben dabei die Grenzschicht an, sodass die Ablöseblase wächst. Dies führt zu einer verstärkten Anfachung der Tollmien-Schlichting-Wellen. Diese wiederum erzeugen stärkere Druckschwankungen durch die Interaktion mit einem stationären Stoß. Druckwellen laufen abermals stromauf und schließen dadurch die Rückkopplungsschleife.
Die Untersuchung der stromauflaufenden Druckwellen zeigt, dass ursprünglich dreidimensionale Elementarwellen sich zu ebenen Wellenfronten vereinen. Hierbei spielen nichtlineare Effekte eine Rolle, die dazu führen, dass sich die Druckwellen nicht superpositionieren, sondern zusammenlaufen und eine neue Welle bilden. Darüber hinaus ist die natürliche Radiusvergrößerung einer expandierenden Kugelwelle dafür verantwortlich, dass sich die Wellen eigenständig ausrichten.
Aktualisiert: 2020-12-08
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Die vorliegende Arbeit untersucht das Clustering sowie die Kollision und Agglomeration von Feststoffteilchen in laminaren und turbulenten Strömungen. Unter Anwendung direkter numerischer Simulationen wird der Einfluss verschiedener Randbedingungen wie die Trägheit der Teilchen und der Volumenanteil der dispersen Phasen auf das mesoskalige Clustering- und Kollisionsverhalten sphärischer Punktpartikel in homogener isotroper Turbulenz analysiert. Darüber hinaus wird mit Hilfe eines zweiten mikroskaligen Ansatzes die fluiddynamische Wechselwirkung von aufgelösten Teilchen kurz vor ihrer Kollision wie auch die strömungsinduzierte Agglomeration aufgelöster Primärpartikel in laminaren Strömungen ausgewertet und die hervorgehenden Agglomeratstrukturen morphologisch charakterisiert. Das zu diesem Zweck entwickelte Berechnungsprogramm basiert auf der Lattice-Boltzmann-Methode.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Das Buch "Strömungslehre" ist Teil des zweibändigen Werkes "Fluid- und Wärmetransport" und behandelt die Grundlagen der Fluiddynamik. Der Umfang entspricht dem Stoff einer einsemestrigen Vorlesung. Einzelne Kapitel werden durch Aufgaben ergänzt, im Anhang befindet sich eine Sammlung mit den wichtigsten Formeln der Strömungslehre. Das Buch ist damit als Lehrbuch wie auch als Nachschlagewerk für den in der Praxis stehenden Ingenieur geeignet.
Aktualisiert: 2023-04-04
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