Strömungslehre
Die
Strömungslehre oder auch
Strömungsmechanik ist die
Physik der Flüssigkeiten und Gase. Anstelle der oben genannten Begriffe werden gelegentlich auch die Bezeichnungen Fluidmechanik oder Fluiddynamik verwendet.
Die Strömungslehre befasst sich mit dem Verhalten von Fluiden, das heißt von Medien, die sich unter dem Einfluss von Scherspannungen unbegrenzt verformen.
Die Strömungsvorgänge der Fluide werden allgemein durch die Geschwindigkeit , Druck p, Dichte , Viskosität und Temperatur T als Funktion von Ort (x,y,z) und Zeit t beschrieben.
Die Bestimmung dieser Größen geschieht mit den Erhaltungssätzen für Masse, Implus und Energie, sowie mit einer thermischen Zustandsgleichung des Strömungsmediums.
Teilgebiete
Die Hydrostatik beschäftigt sich mit:
- der Druckverteilung in ruhenden Flüssigkeiten,
- den Kräften auf Behälterwänden,
- der Ausbildung freier Oberflächen,
- dem hydrostatischen Auftrieb und
- der Schwimmstabilität von Körpern.
Die Aerostatik hingegen betrachtet:
Die Hydro-/Aerodynamik zusammengefasst als Fluidynamik behandelt:
- die Strömungsarten,
- instationäre Strömungen und
- stationäre Strömungen
- die Strömungsformen
- die Strömungsinstabilitäten,
- inkompressible Strömungen und
- kompressible Strömungen (Gasdynamik)
- reibungsfreie Strömungen und
- viskose Strömungen
- die Potentialströmungen und
- die Wirbelströmungen
- die Stromfadentheorie und
- die Rohrströmung
- die Grenzschichtströmung,
- die Ähnlichkeitstheorie.
Die Gasdynamik befasst sich mit den Konsequenzen der Kompressibilität strömender Medien und behandelt:
- die Prandtl-Meyer-Strömungen
- die Charakeristikentheorie
- das Phänomen der Verdichtungsstöße und die Interaktionen mehrerer Stöße oder Prandtl-Meyer-Strömungen
Anwendungen trifft man in in den Bereichen: der
Luft- und
Raumfahrt, der
Automobilindustrie, des Maschinenbaus, der
Energie- und
Verfahrenstechnik, der Chemieindustrie, der
Meteorologie, der
Geophysik, der Gebäudeaerodynamik und so weiter.
Literatur
- L.D. Landau, E.M. Lifschitz: Lehrbuch der theoretischen Physik VI: Hydrodynamik, Berlin 1991, ISBN 3-05-500063-3
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