Molekulare Gasdynamik: Einführung in Die Kinetische Theorie Der Gase Und Lattice-Boltzmann-Methoden

ISBN-13: 9783662312292 / Niemiecki / Miękka / 2014 / 223 str.

Dieter Hanel

Opis

Die kinetische Theorie beschreibt Eigenschaften eines Gases bei der mikroskopischen Bewegung von Atomen und Molekulen, woraus alle stromungsrelevanten, makroskopischen Grossen ermittelt werden konnen. Sie ermoglicht ein tieferes Verstandnis fur die Ansatze der Kontinuumsmechanik und bietet die einzige Moglichkeit, Phanomene bei starkeren Abweichungen vom thermodynamischen Gleichgewicht zu erklaren und quantitativ zu bestimmen. Dieses Buch bietet eine verstandliche und gut gegliederte Einfuhrung in die molekulare Gasdynamik, es zeigt Losungsmoglichkeiten und Anwendungen aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht. Ausgehend von einfachsten mikroskopischen Modellen uber die Gleichgewichtsverteilung nach Maxwell bis hin zur Boltzmann-Gleichung, werden klassische Ansatze aus Stromungsmechanik und Thermodynamik hergeleitet und interpretiert. Daneben zeigt das Buch aktuelle Trends, z.B. in der numerischen Methodenentwicklung. Wichtige gaskinetische Simulationsverfahren werden vorgestellt, allen voran die Lattice-Boltzmann-Methoden, die als neue und effiziente Verfahren in der numerischen Stromungsmechanik breite Verwendung finden. Das Buch eignet sich als Lehrbuch in den Ingenieur- und Naturwissenschaften und dient den Ingenieuren in Luft- und Raumfahrt und in der Verfahrenstechnik als wichtige Grundlage. Der Autor ist Professor an der Universitat Duisburg-Essen und hat langjahrige Lehr- und Forschungserfahrung auf dem Gebiet der Stromungsmechanik. "

Spis treści

Einführung in die molekulare Gasdynamik.- Elementare Gaskinetik.- Verteilungsfunktion und makroskopische Größen.- Kinetische Theorie für Gleichgewicht.- Boltzmann-Gleichung.- Boltzmann-Gleichung für Gasgemische.- Strömungen im Nichtgleichgewicht.- Numerische Verfahren zur Lösung der Boltzmann-Gleichung.- Lattice-Boltzmann-Methoden.

O autorze

Langjährige Lehr- und Forschungserfahrung des Autors auf dem Gebiet der Strömungsmechanik bildet die Grundlage dieses Lehrbuches. Es gibt trotz der Komplexität der Materie eine verständliche Einführung in die molekulare Gasdynamik und zeigt darüber hinaus aktuelle Trends auf. Es eignet sich deshalb einerseits als Begleitbuch zu entsprechenden Vorlesungen in den Ingenieur- und Naturwissenschaften und liefert andererseits wichtige Grundlagen in relevanten Gebieten der Verfahrens-, Vakuum- oder Luft- und Raumfahrttechnik.

Blurb

Dieses Buch bietet eine verständliche und gut gegliederte Einführung in die molekulare Gasdynamik, es zeigt Lösungsmöglichkeiten und Anwendungen aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht.

Ausgehend von einfachsten mikroskopischen Modellen über die Gleichgewichtsverteilung nach Maxwell bis hin zur Boltzmann-Gleichung werden klassische Ansätze aus Strömungsmechanik und Thermodynamik hergeleitet und interpretiert.

Daneben zeigt das Buch aktuelle Trends, z.B. in der numerischen Methodenentwicklung. Wichtige gaskinetische Simulationsverfahren werden vorgestellt, allen voran die Lattice-Boltzmann-Methoden, die als neue und effiziente Verfahren in der numerischen Strömungsmechanik breite Verwendung finden.

Das Werk eignet sich als Lehrbuch in den Ingenieur- und Naturwissenschaften und dient den Ingenieuren in Luft- und Raumfahrt und in der Verfahrenstechnik als wichtige Grundlage.

Der Autor ist Professor an der Universität Duisburg-Essen und hat langjährige Lehr- und Forschungserfahrung auf dem Gebiet der Strömungsmechanik.