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Numerische Strömungssimulation in der Hydrodynamik : Grundlagen und Methoden / von Helmut Martin

By: Resource type: Ressourcentyp: Buch (Online)Book (Online)Language: German Series: SpringerLink BücherPublisher: Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011Description: Online-Ressource (XII, 183S. 66 Abb, digital)ISBN:
  • 9783642172083
Subject(s): Additional physical formats: 9783642172076 | Buchausg. u.d.T.: Numerische Strömungssimulation in der Hydrodynamik. Berlin : Springer, 2011. XII, 183 S.DDC classification:
  • 624 23
  • 620.10640151864
RVK: RVK: UF 4000 | ZQ 3760LOC classification:
  • TA1-2040
  • TC171
DOI: DOI: 10.1007/978-3-642-17208-3Online resources:
Contents:
Vorwort; Inhalt; Symbolverzeichnis; Teil IGrundlagen und Grundgleichungender Strömungsmechanik; Kapitel 1; Einführung; Kapitel 2; Hydromechanische Grundlagen; 2.1 Transportbilanz am Raumelement; 2.1.1 Allgemeine Transportbilanz; a. Transport mit der Strömungsgeschwindigkeit:; b. Transport durch molekulare Diffusion:; 2.1.2 Spezifische Transportbilanzen; 2.1.2.1 Massentransport; 2.1.2.2 Fremdstoffund Energietransport; 2.1.2.3 Impulstransport; 2.2 Dynamische und kinematischeWirkungen im Strömungsraum; 2.2.1 Normalund Schubspannungen; Momentengleichungen; Projektionsgleichungen
2.2.2 Verträglichkeitsbedingungen2.2.3 Zusammenhang zwischen Spannungsund Verformungszustand; 2.2.3.1 Feste Körper; 2.2.3.2 Flüssigkeiten; 2.2.4 Bewegungsgleichungen; 2.2.5 Wirbelbewegung; 2.3 Interpretation und Anwendung der Bewegungsgleichungen; 2.4 Zweidimensionale, reibungsfreie Strömung; 2.5 Zweidimensionale, viskose Strömung; 2.6 Nichtstationäre Strömungen - Oberflächenwellen; 2.6.1 Entwicklung der Grundgleichungen der Flachwassertheorie; 2.6.2 Eindimensionale Flachwassertheorie; 2.6.3 EinfacheWelle; 2.6.4 Wellengeschwindigkeit in einem beliebig geformten Gerinnequerschnitt
2.6.5 Ableitung der Saint-Venant-GleichungenKapitel 3; Grundlagen der Turbulenz; 3.1 Einführung in die Turbulenz; 3.1.1 Kennzeichnung der Problematik; Turbulenz"; Turbulenzmodell; 3.1.2 Die Entwicklung der Ansätze zur Beschreibung der turbulenten Bewegung; Leonardo da Vinci; Osborne Reynolds; Lud-wig Prandtl; Geoffrey Ingram Taylor; Andrei Nikolajewitsch Kolmogoroff; 3.1.3 Diskretisierung des Strömungsgebietes; 3.2 Mittelwerte und Schwankungsgrößen; 3.3 Mittelung der Grundgleichungen; 3.3.1 Ableitung der Reynoldsgleichung; Reynoldsgleichungen
3.3.2 Gemittelte Gleichung für den Fremdstoff-und Energietransport3.3.3 Gemittelte Grundgleichungen in Tensorschreibweise; 3.3.3.1 Definitionen der Tensorschreibweise; 3.3.3.2 Anwendung der Tensorschreibweise; 3.4 Tiefen-gemittelte Grundgleichungen für Strömungen mit freier Oberfläche; Kapitel 4; Turbulenzmodelle; 4.1 Einordnung der Berechnungsmodelle - Übersicht; 4.2 Turbulenzparameter; 4.2.1 Wirbelviskosität; 4.2.2 Wirbeldiffusivität; 4.2.3 Prandtlscher Mischungsweg; 4.2.4 Turbulente kinetische Energie; 4.3 Das k-; Modell; 4.3.1 Definition der Modellparameter; 4.3.2 Modellgleichungen
6.5.2.4 Die LR-Zerlegung
4.3.3 Randbedingungen4.3.4 Anwendungen; Teil II Methoden der numerischenStrömungssimulation; Kapitel 5; Einführung in den Teil II; Kapitel 6; Finite-Differenzen-Methode; 6.1 Gewöhnliche Differentialgleichungen erster Ordnung; 6.2 Gewöhnliche Differentialgleichungen zweiter Ordnung; 6.3 Ungleichförmige Netze; 6.4 Partielle Differentialgleichungen; 6.5 Beispiel 1: Couette-Strömung mit veränderlicher Viskosität; 6.5.1 Finite-Differenzen-Gleichung; 6.5.2 Lösung linearer Gleichungssysteme; 6.5.2.1 Matrizen-Methode; 6.5.2.2 Tridiagonalmatrix - Algorithmus; 6.5.2.3 Gaußsche Eliminationsverfahren
Summary: TEIL I Grundlagen und Grundgleichungen der Hydrodynamik: Einführung -- Hydrodynamische Grundlagen -- Grundlagen der Turbulenz -- Turbulenzmodelle -- TEIL 2 Methoden der numerischen Strömungssimulation: Einführung in die numerischen Methoden -- Finite-Differenzen-Methode -- Galerkin-Methode -- Finite-Volumen-Methode -- Finite-Element-Methode -- Hinweise zu den VB-Programmen.Summary: Die immer leistungsfähiger werdende Computertechnik hat in den letzten Jahrzehnten auch zu einer grandiosen Entwicklung der Strömungssimulation geführt. Während vor 20 Jahren noch Programme zur Lösung der 3-dimensionalen Eulergleichungen geschrieben wurden, steht heute eine Reihe von erprobten und robusten Programmpaketen zur Verfügung, mit der die auf ein spezielles hydrodynamisches Problem angewandten Erhaltungssätze ausgewertet werden können. Die Entwicklung führt dazu, dass die Berechnungsformeln der Koeffizientenhydraulik nach und nach durch problembezogene und handhabbare numerische Strömungssimulationen verdrängt werden. Nach einem Überblick über die Methoden der numerischen Strömungssimulation werden im Teil 1 Grundlagen und Grundgleichungen der Strömungsmechanik formuliert, während im Teil 2 ausgewählte Methoden, wie die Finite-Element-Methode, das Galerkin-Verfahren, die Finite-Volumen- und Finite-Element-Methode anhand von Beispielen aus der Hydrodynamik erläutert werden. Bei der Darstellung der numerischen Methoden wird keine Vollständigkeit angestrebt, sondern vielmehr versucht, durch eine ausführliche Beschreibung der Zusammenhänge mit vielen Zwischenschritten eine „aufsteigende Wissenslinie“ darzustellen. Dem Buch sind vier lauffähige Programme beigefügt, mit denen Beispiele im Buch gelöst und bearbeitet werden können. Die Programme stehen dem Leser unter http://extras.springer.com zur Verfügung.PPN: PPN: 1650774710Package identifier: Produktsigel: ZDB-2-SEB | ZDB-2-STI
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