Der Band liefert eine Einführung in die numerische Strömungssimulation im Bau- und Wasserwesen. Nach einem Überblick über die Methoden werden in Teil 1 Grundlagen und Grundgleichungen der Strömungsmechanik formuliert. In Teil 2 werden ausgewählte Methoden wie die Finite-Element-Methode, das Galerkin-Verfahren, die Finite-Volumen- und Finite-Element-Methode anhand von Beispielen aus der Hydrodynamik erläutert. Vier Programme, mit denen Beispiele im Buch bearbeitet werden können, stehen Lesern unter http://extras.springer.com zur Verfügung.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Daniel Nowak beschreibt das Verhalten von Ottopartikelfiltern bei Ruß- und Aschedeposition hinsichtlich der Parameter Differenzdruck und Filtrationseffizienz. Zur Realisierung einer Aschebeladung wurde ein Schnellveraschungsverfahren entwickelt. Rußbeladungen werden an einem herkömmlichen Ottomotor mit Direkteinspritzung und Abgasturboaufladung realisiert. Das in dieser Studie beschriebene und entwickelte Simulationsmodell zur Strömungsberechnung innerhalb der Kanäle des Ottopartikelfilters wird zur Quantifizierung der Auswirkung von Asche- und Rußdepositionen auf den Differenzdruck- und Filtrationseffizienzanstieg herangezogen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Daniel Nowak beschreibt das Verhalten von Ottopartikelfiltern bei Ruß- und Aschedeposition hinsichtlich der Parameter Differenzdruck und Filtrationseffizienz. Zur Realisierung einer Aschebeladung wurde ein Schnellveraschungsverfahren entwickelt. Rußbeladungen werden an einem herkömmlichen Ottomotor mit Direkteinspritzung und Abgasturboaufladung realisiert. Das in dieser Studie beschriebene und entwickelte Simulationsmodell zur Strömungsberechnung innerhalb der Kanäle des Ottopartikelfilters wird zur Quantifizierung der Auswirkung von Asche- und Rußdepositionen auf den Differenzdruck- und Filtrationseffizienzanstieg herangezogen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Daniel Nowak beschreibt das Verhalten von Ottopartikelfiltern bei Ruß- und Aschedeposition hinsichtlich der Parameter Differenzdruck und Filtrationseffizienz. Zur Realisierung einer Aschebeladung wurde ein Schnellveraschungsverfahren entwickelt. Rußbeladungen werden an einem herkömmlichen Ottomotor mit Direkteinspritzung und Abgasturboaufladung realisiert. Das in dieser Studie beschriebene und entwickelte Simulationsmodell zur Strömungsberechnung innerhalb der Kanäle des Ottopartikelfilters wird zur Quantifizierung der Auswirkung von Asche- und Rußdepositionen auf den Differenzdruck- und Filtrationseffizienzanstieg herangezogen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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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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Aktualisiert: 2023-05-11
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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: 2023-03-09
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Die Reduktion von gesundheitsschädlichen Partikelemissionen aus der dieselmotorischen Verbrennung stellt die Industrie vor große Herausforderungen. Während in der Automobilbranche hauptsächlich Wandstromfilter eingesetzt werden, um Emissionsgrenzwerte einzuhalten, ist diese Technologie bei den meisten Großdieselanwendungen nicht erfolgsversprechend. Hohe Aschegehalte im Abgas führen zur schnellen Verstopfung solcher Filter. Durchflussfiltertechnologien können für diese Anwendungen eine interessante Alternative darstellen, da sie ein vorteilhaftes Gegendruck- und Verstopfungsverhalten aufweisen.
Mithilfe von numerischen Berechnungen können die Entwicklungszeit- und kosten von neuen Produkten stark minimiert werden. In dieser Arbeit werden deshalb der Euler-Lagrange- und CFD-QMOM-Ansatz verglichen und gegenüber Messdaten von einem Prüfstand im Labormaßstab validiert. Auf diese Weise sollen die Vor- und Nachteile der beiden untersuchten Modellansätze aufgezeigt werden.
Aktualisiert: 2023-01-18
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Die Reduktion von gesundheitsschädlichen Partikelemissionen aus der dieselmotorischen Verbrennung stellt die Industrie vor große Herausforderungen. Während in der Automobilbranche hauptsächlich Wandstromfilter eingesetzt werden, um Emissionsgrenzwerte einzuhalten, ist diese Technologie bei den meisten Großdieselanwendungen nicht erfolgsversprechend. Hohe Aschegehalte im Abgas führen zur schnellen Verstopfung solcher Filter. Durchflussfiltertechnologien können für diese Anwendungen eine interessante Alternative darstellen, da sie ein vorteilhaftes Gegendruck- und Verstopfungsverhalten aufweisen.
Mithilfe von numerischen Berechnungen können die Entwicklungszeit- und kosten von neuen Produkten stark minimiert werden. In dieser Arbeit werden deshalb der Euler-Lagrange- und CFD-QMOM-Ansatz verglichen und gegenüber Messdaten von einem Prüfstand im Labormaßstab validiert. Auf diese Weise sollen die Vor- und Nachteile der beiden untersuchten Modellansätze aufgezeigt werden.
Aktualisiert: 2022-11-25
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Inhaltsbeschreibung folgt
Aktualisiert: 2023-01-25
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Ingestion of high altitude ice particles into jet engines can cause engine power loss, flameout, mechanical damage and compressor instabilities. The detrimental effects on engine performance are attributed to time-dependent ice accretion on initially warmer than freezing surfaces within the engine core gas path. The phenomenon is referred to as ice crystal icing. The complexity of ice accretion physics and the multitude of related mechanisms render the development of strictly theoretical models currently infeasible. The derivation of empirical and physical models has therefore to rely on measurement data obtained for relevant and representative boundary conditions and geometries. Within the scope of this work, a coherent methodology and an experimental setup are developed to investigate ice crystal icing under relevant, engine-realistic, mixed-phase boundary conditions. A rectilinear compressor cascade test rig is designed based on a reference blade row geometry taking into account peculiarities arising from mixed-phase conditions and investigation of ice crystal icing. A numerical fan stage model is used to explore the design space with regard to experimental boundary conditions for prospective cascade experiments. A lower and an upper thermodynamic temperature limit for the occurrence of ice crystal icing is estimated from a limited number of CFD simulations assuming a two-phase flow of initially glaciated particles and air. The insight generated by the CFD simulations is complemented with governing analytic relations for the energy balance of a wetted surface exposed to impingement of glaciated particles. A range of cascade test rig boundary conditions conducive to ice accretion is derived for climb and descent operating regimes. For the first time, a coherent experimental methodology is available which is developed specifically to investigate ice crystal icing under relevant and representative boundary conditions.
Aktualisiert: 2022-12-30
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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
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Aktualisiert: 2023-03-14
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