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.
Aktualisiert: 2023-07-02
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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.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Neben der Energieeffizienz gewinnt die Geräuschemission von Ventilatoren immer mehr an Bedeutung. Neue Forschungsansätze in der Schallreduzierung können mit der Kenntnis über die genauen Schallentstehungsmechanismen von Ventilatoren wachsen. Numerische Simulationsmethoden helfen diese detailliert zu analysieren. Die Lattice-Boltzmann-Methode eignet sich aufgrund einer gering vorliegenden Dissipation für eine direkte Berechnung der Aerodynamik und Akustik.
Bislang fehlt es an Kenntnissen, inwieweit die Lattice-Boltzmann-Methode geeignet ist, die Aerodynamik und Akustik eines Radialventilators zu modellieren. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dieser Fragestellung. Die durchgeführten Analysen berücksichtigen neben der Variation der Betriebspunkte auch unterschiedliche Einbauzustände, die spezielle Eigenschaften hinsichtlich der tonalen und breitbandigen Schallabstrahlung aufweisen. Darüber hinaus werden mittels der Simulationsergebnisse die Schallquellen des vorliegenden Radialventilators lokalisiert und deren Entstehungsmechanismus herausgearbeitet.
Die integralen Kenngrößen sowie die visuellen Analysen mittels Stromlinienverläufen zeigen bei allen Einbauzuständen eine sehr gute Übereinstimmung zwischen der Simulation und dem Experiment. Bemerkenswert ist die sehr gute Modellierung der akustischen Schmalbandspektren. Sowohl der Drehton als auch der Pegel der breitbandige Schallkomponenten sowie die sich im Prüfstand ergebenen Moden drehzahlabhängiger und -unabhängiger Natur werden von der Simulation nahezu perfekt wiedergegeben. Basierend auf diesen Ergebnissen werden tonale Schallquellen im Zungenbereich und im Spaltbereich zwischen Laufrad und Spiralgehäuse sowie breitbandige Schallquellen im Schaufelkanal mittels der Simulation detektiert.
Aktualisiert: 2022-09-15
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Für die effektive numerische Berechnung von Strömungsphänomenen im frühen Entwicklungsprozess wurde methodisch das Zusammenwirken verschiedener Berechnungstools hinsichtlich der Berechnungsdauer und Güte auf handelsüblichen Desktoprechnern untersucht. Dabei ist die Skalierbarkeit der Berechnungsmodelle auf unterschiedliche geometrische Skalen sowie die Umsetzungsmöglichkeit der Berechnung kombinierter Fluidphasen essenziell.
Für die Umsetzung wurden erste Grundlagenuntersuchungen an einfachen Geometrien experimentell und virtuell durchgeführt sowie die Ergebnisse gegenübergestellt. Daraus konnten Anforderungen abgeleitet und bereits im Ausschlussverfahren für das Projekt ungeeignete Software detektiert werden.
Weiterhin wurden die Simulationsparameter, aufbauend auf den Grundlagenuntersuchungen, an die komplexen Geometrien von Bauteilen/Baugruppen bis hin zum Viertelfahrzeug angepasst. Somit konnten für die jeweiligen Berechnungstools die Stärken hinsichtlich der Anforderungen an die Geometrie und die physikalischen Randbedingungen abgeleitet werden.
Anschließend wurde eine Software entwickelt, welche automatisiert Ergebnisse unterschiedlicher Softwarelösungen und geometrischer Skalen verarbeitet, interpoliert und anschließend auf gewählten Schnittstellen bereitstellt. Somit lassen sich die effektivsten Berechnungsmethoden miteinander verknüpfen.
Zudem konnte im Laufe der Bearbeitungszeit eine Software (PreonLab) zum Einsatz kommen, welche hinreichend genau und dennoch zeitlich effektiv komplexe Strömungsphänomene berechnen kann.
Im Zuge der Projektbearbeitung konnten somit Anforderungen als auch Randbedingungen für die numerische Berechnung komplexer Strömungsphänomene am Gesamtfahrzeug beschrieben werden.
Aktualisiert: 2023-01-01
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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.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Dieses Buch unterstützt die Lehre der Strömungsmechanik. In den einführenden Kapiteln werden die strömungsmechanischen Grundlagen einschließlich der eindimensionalen Stromfadentheorie und der Integralsätze behandelt. Es führt systematisch in die Nutzung von strömungsmechanischer Software ein und unterstützt die Fähigkeit, strömungsmechanische Probleme mathematisch zu formulieren und für ausgewählte Anwendungsbeispiele analytisch und numerisch zu lösen.
In der aktuellen Auflage wurde ein Kapitel zur Aerodynamik und zur Lattice-Boltzmann-Methode aufgenommen sowie nichtlineare Turbulenzmodelle ergänzt.
Aktualisiert: 2023-04-07
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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.
Aktualisiert: 2023-04-07
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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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Aktualisiert: 2021-12-30
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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.
Aktualisiert: 2023-04-07
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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.
Aktualisiert: 2023-04-07
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