Abgelöste Strömungen Physikalische Grundlagen

ISBN-13: 9783528064365 / Niemiecki / Miękka / 1992 / 214 str.

Alfred Leder

Opis

Auf vielen technischen Gebieten, insbesondere der Luft-und Raumfahrt, der Verkehrs und Schiffstechnik, aber auch der Energie- und Warmetechnik muss sich der Ingenieur sehr haufig mit dem physikalischen Phanomen der Stromungsablosung auseinander setzen. Als Folge der Ablosung entwickeln sich lokal stark dissipative, mit grossraumigen Wirbeln durchsetzte, turbulente Stromungsgebiete. Sie werden je nach ihrer Struktur und Grosse als Abloseblase, Totwasser oder Nachlauf bezeichnet. Diese lokalen Stro mungsgebiete haben einen grossen Einfluss auf das gesamte Stromungsfeld und konnen die Krafte-, die Energie-, aber auch die Warme- und Stoffubertragungsverhaltnisse an den bestromten Berandungen zum Teil dramatisch verandern. Sie konnen bekanntlich Ursa che u. a. fur eine starke Zunahme des Stromungswiderstandes an umstromten Korpern oder des Druckverlustes bei Innenstromungen sein oder zur Abnahme des Wirkungsgra des einer Stromungsmaschine fuhren. Die genaue Kenntnis dieser z. T. sehr komplexen Ablosephanomene, ihre Voraus bestimmung und die moglichen Massnahmen zu ihrer Vermeidung sind daher von grossem Interesse fur den planenden Ing

Spis treści

1 Einleitende Bemerkungen.- 1.1 Zielsetzung.- 1.2 Literaturüberblick und Inhaltsübersicht.- 2 Phänomenologische Erscheinungen bei Strömungsablösungen.- 2.1 Strömungsablösungen an Tragflügeln und in Strömungsmaschinen.- 2.2 Strömungsablösungen in der Automobilaerodynamik.- 2.3 Strömungsablösungen in der Bauwerksaerodynamik.- 2.4 Strömungsablösungen in der Meteorologie.- 2.5 Strömungsablösungen im medizinischen Bereich.- 2.6 Ablösungen bei Innenströmungen.- 3 Definitionen und Klassifizierung von Strömungsablösungen.- 3.1 Definitionen.- 3.2 Strömungsabläufe in freien Scherschichten.- 3.3 Schema zur Klassifizierung von Strömungsablösungen.- 4 Theoretische Grundlagen.- 4.1 Fundamentale Gleichungen der Strömungsmechanik.- 4.2 Turbulenz und Instationarität.- 4.3 Grundgleichungen für periodisch-stochastische Vorgänge.- 5 Experimentelle Techniken.- 5.1 Einfluß von Störungen auf die Strömungsstruktur.- 5.2 Spektroskopische Meßverfahren.- 5.2.1 Mie-Streuverfahren.- 5.2.2 Grundlagen der Laser-Doppler-Anemometrie.- 5.3 Meßsysteme zur Untersuchung der Transportgleichungen.- 5.4 Phasengekoppeltes Laser-Doppler-Anemometer.- 6 Strömungsstrukturen in Ablösegebieten.- 6.1 Struktur zeitlich gemittelter Geschwindigkeitsfelder.- 6.2 Zeitlich gemittelte Turbulenzstrukturen.- 7 Einflußparameter abgelöster Strömungen.- 7.1 Geometrieeinfluß.- 7.2 Einfluß der Reynolds-Zahl.- 7.3 Einfluß von Druckgradient und Blockierung.- 7.4 Einfluß der Außenturbulenz.- 8 Erfassung periodischer und stochastischer Strömungsanteile.- 8.1 Relationen zwischen Widerstandsbeiwert und Strouhal-Zahl.- 8.2 Statistische Auswertung von Meßwert-Ensembles.- 9 Dynamische Vorgänge bei der Ablösung zweiter Art.- 9.1 Ablösung von Strukturen mit Geschwindigkeitsdefekt und Drehung.- 9.2 Zeitabhängige Feldverteilungen der Reynoldsschen Spannungsterme.- 9.3 Zeitlich gemittelte Amplituden periodischer und stochastischer Spannungen.- 9.4 Zeitabhängiger Verlauf der Turbulenzenergie-Produktion.- 10 Ausblick und künftige Anwendungen.- 10.1 Methodik zur Beeinflussung von Totwasserströmungen.- 10.2 Zusammenfassende Bemerkungen.- 11 Anhang.- Sachwortverzeichnis.