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Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.1 WS13/14 Frank Kameier 4. Vorlesung Strömungstechnik.

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1 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.1 WS13/14 Frank Kameier 4. Vorlesung Strömungstechnik I und Messdatenverarbeitung Übersicht der benötigten Gleichungen zur Berechnung von Strömungen 1.Impulserhaltung Bewegungsgleichung Navier-Stokes-Gleichung Bernoulli-Gleichung Zum Einfluss der Reibung.

2 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.2 WS13/14 Lernziel: Impulserhaltung mit den Einheiten der Größen verstehen Kraft=Masse * Beschleunigung Vektor = Skalar * Vektor [ N ] [Kg] [m/s^2] Impulserhaltung

3 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.3 WS13/14 Zum Einfluss der Reibung Der Druck steht senkrecht auf einer Fläche! Die Schubspannung wirkt tangential zur Oberfläche (Reibung) =Zähigkeit [Pa s] =Schubspannung [Pa] Schubspannung

4 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.4 WS13/14 Zum Einfluss der Reibung Reibung / Newtonscher Schubspannungsansatz Quelle: Multi-Media Fluid Mechanics, Cambridge _02005.mov ruhende Wand mit der Geschwindigkeit U bewegte Wand =Zähigkeit [Pa s] =Schubspannung [Pa] Wand oben fehlt im Experiment, daher parabolischer Verlauf!

5 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.5 WS13/14 … Gleichung ausschreiben Lernziel: Impulserhaltung mit den Einheiten der Größen verstehen Für beliebige Koordinatensysteme! Für ein kartesisches Koordinatensystem!

6 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.6 WS13/14 … Gleichung ausschreiben Lernziel: Impulserhaltung mit den Einheiten der Größen verstehen Für ein kartesisches Koordinatensystem! Einheitenkontrolle dynamische Zähigkeit / Dichte = kinematische Zähigkeit Zweite Ableitung - linear!

7 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.7 WS13/14 … Gleichung ausschreiben = Klausuraufgabe Welcher Term ist nicht-linear? Welche Ordnung hat die DGL? (Höchste Ableitung) Welches sind die Unbekannten? Wie viele Werte stecken hinten den Unbekannten? Wie viele Gleichungen werden benötigt, um alle Unbekannte berechnen zu können? Lernziel: Impulserhaltung mit den Einheiten der Größen verstehen

8 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.8 WS13/14 Gleichungssystem schließen mit der Kontinuitätsgleichung Für beliebige Koordinatensysteme! Für ein kartesisches Koordinatensystem! -3-dimensionale Strömung -inkompressibles Medium

9 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.9 WS13/14 4 Unbekannte: Geschwindigkeit in drei Koordinatenrichtungen und der skalare Druck 4 Gleichungen: vektorielle Impulserhaltung und skalare Massenerhaltung -inkompressible Strömungen -Newtonsche Medien

10 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.10 WS13/14 Nächste Lernziele: Herleitung der Bernoulli-Gleichung verstehen. Was ist eine Stromlinie? Arbeiten mit dem Buch Schade/Kunz: Strömungslehre, deGruyter Verlag -auf Vorlesungsfolien kann man keinen langen Text schreiben. -lernen durch Nachlesen

11 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.11 WS13/14

12 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.12 WS13/14 LE2.5, Aufgabe 2 und Aufgabe 3, könnten aus der Physik und Mechanik bekannt sein, sollten grundsätzlich aber verstanden sein! Statik = keine Bewegung – hier- nur ein Randgebiet!

13 Frank Kameier - Strömungstechnik I und Messdatenerfassung Folie VL4/ Nr.13 WS13/14 … sehr formal, aber Grundlage für lokale und konvektive Beschleunigung. Visualisierung von Strömungen erfolgt über Strom-, Bahn- und Streichlinien.


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