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By Erich Truckenbrodt

Dieses Lehrbuch gibt den Inhalt einer einf}hrenden zwei- semestrigen, durch ]bungen erg{nzten Pflichtvorlesung "Str|mungsmechanik" f}r Studierende des Maschinenwesens wieder. Vermittelt neben der Darstellung der physikalischen und theoretischen Gesetzm{~igkeiten der Fluidmechanik ein vertieftes Verst{ndnis durch weitgehend auf dem Impulssatz aufbauende grundlegende Anwendungsbeispiele. Die L|sungswege sind ausf}hrlich aufgezeigt. Wendet sich an Studierende der Technischen Universit{ten und Fachhochschulen, die }ber Grundkenntnisse in den F{chern Physik, Mechanik, Thermody- namik und Mathematik verf}gen.

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Bei turbulenten Stromungsvorgangen handelt es sich urn vollig anders geartete ErReheinungen als bei laminaren Bewegungen. Die turbulentell Vorgange sind auBerordentlich verwiekelt und sowohl physikaliseh als auch mathematisch noch unvollkommen erfaBhar. In unmittelbarer Wandniihe kommen die Schwankungsbewegungen zur Ruhe, NO daB dort nur der EinfluB der ViNkoNitat eine Rolle Rpielt. Diese dlinne wandnahe StromungsKchicht nennt man die viskose Unterschicht. Von den techniNchen Anwendungen her geNehen kommt den turbulenten Stromungen gegenliber den laminaren Stromungen die weit groBere Bedeutung zu.

Anomalviskoser FluidE'. Beachtet man, daB die Fluidelemente, welche eine feste Wand beriihren, wegen del' Randbedingung (Haftbedingung) dort zur Ruhe kornrnen, so ergeben sich bei durchstromten Korpern (Rohr) die in Abb. 5a und bei urn strom ten Korpern (Platte) die in Abb. ;ch\\'indigkeitsverteilungen v(r) bzw. v(n). Bei del' bisher besproehenen laminaren Bewegung verteilen sich die Geschwindigkeiten entsprechend den ausgezogenen Kurven. Turbulente Bewegung. 1m Gegensatz zur laminaren Be\\'egung kann auch cine durch die gestrichelten Kurven in Abb.

13a, b) Durch Integration tiber die Zeit t erhiHt man hieraus die Bahnlinie, auch Stromhahn genannt. Sie stellt den geometriRchen Ort aller Raumpunkte dar, welche dasselbe Fluidelement mo wahrend seiner Bewegung (t::j:: const) nacheinander durchlauft. DaR Verfolgen eines Fluidelements langs Reiner Bahn entspricht nach Kap. 1 der LagrangeRchen Betrachtungsweise. Bahnlinien konnen mittelR einer ortsfesten Kamera durch Zeitaufnahmen sichtbar gemacht werden, wenn man dem stromenden Fluid sUHpendierte Teilchen (Schwebeteilchen oder Farbzm;atze) beigibt.

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