Technische Mechanik 4 – Hydromechanik
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Beschreibung
Der vierte Band dieser Buchreihe beschäftigt sich mit der Hydromechanik, nachdem in den ersten beiden Bänden die Strukturmechanik behandelt und im Dritten die Bewegung von starren Körpern untersucht wurde. Im vorliegenden Buch wird auf die Strömungsmechanik eingegangen, im Speziellen auf die Lehre von Flüssigkeiten, also der Hydrodynamik. Die Hydrodynamik beschäftigt sich mit den inkompressiblen Strömungen, im Gegensatz zur Aeromechanik.
Zunächst beschäftigt man sich mit der Statik von Flüssigkeiten, der sogenannten Hydrostatik. Nachdem man die Grundlagen der Hydrostatik verstanden hat, kann man im Kapitel der vertiefenden Hydrostatik noch diverse Untersuchungen mittels partiellen Differentialgleichungen erlernen, nachdem man auf die Bewegung von Strömungen eingeht, im Kapitel der Hydrodynamik. Nach den grundlegenden Gleichungen der Hydrodynamik wie die Kontinuitätsgleichung und die Bewegungsgleichungen von Bernoulli und Euler geht man auf die vertiefende Hydromechanik ein. Es werden dort Methoden der Höheren Mathematik zur Untersuchung genutzt und auch die Kontinuumsmechanik bei Fluidteilchen angewendet, hin zu den wohl bekanntesten Gleichungen: die Navier-Stokes-Gleichungen. Horace Lamb sagte einmal: „Wenn ich in den Himmel kommen sollte, erhoffe ich Aufklärung über zwei Dinge: Quantenelektrodynamik und Turbulenz. Was den ersten Wunsch betrifft, bin ich ziemlich zuversichtlich.“ Um einen winzigen Funken Klarheit in die Turbulenz zu bringen, ist dieser das letzte Kapitel gewidmet.
Im Speziellen wird im Laufe des Buches auf Strömungsanalysen mittels der CFD-gestützten Anwendung SolidWorks FlowSimulation eingegangen. Es werden zahlreiche Beispiele mittels CFD wie Kavitation, Überschallströmungen, parametrisierte Studien und Freie Oberflächen als auch Turbinen- und Schaufelräder simuliert.
Der Inhalt
Einführung in die Fluidmechanik – Hydrostatik – Hydrodynamik – Numerische Strömungsmechanik und CFD
Die Zielgruppe
Studierende und Dozierende technischer Fachgruppen wie: Maschinenbau, Mechatronik, Wirtschaftsingenieurwesen an Universitäten, Hochschulen und HTL.
Der Autor
Ing. Dipl.-Ing. (FH) Andreas Huber, CSWE ist Wissenschaftler, Erfinder und Autor. Er absolvierte die HTBLuVA – Salzburg (Maschinenbau mit Schwerpunkt Anlagentechnik) und studierte dann an der University of Applied Science in Mittweida in der Fakultät Ingenieurwissenschaften Maschinenbau mit der Vertiefungsrichtung Mechatronik. Im Anschluss absolvierte er noch ein Studium des Wirtschaftsingenieurwesens. Zusätzlich ist er in der Industrie im Bereich Entwicklung, Konstruktion und Projektleitung von Prototypen tätig und absolvierte mehrere zusätzliche Zertifizierungen in diversen Computerprogrammen. Als Nebentätigkeit arbeitet er in verschiedenen Bereichen der Lehre als auch als Prüfer.
Der vierte Band dieser Buchreihe beschäftigt sich mit der Hydromechanik, nachdem in den ersten beiden Bänden die Strukturmechanik behandelt und im Dritten die Bewegung von starren Körpern untersucht wurde. Im vorliegenden Buch wird auf die Strömungsmechanik eingegangen, im Speziellen auf die Lehre von Flüssigkeiten, also der Hydrodynamik. Die Hydrodynamik beschäftigt sich mit den inkompressiblen Strömungen, im Gegensatz zur Aeromechanik.
Zunächst beschäftigt man sich mit der Statik von Flüssigkeiten, der sogenannten Hydrostatik. Nachdem man die Grundlagen der Hydrostatik verstanden hat, kann man im Kapitel der vertiefenden Hydrostatik noch diverse Untersuchungen mittels partiellen Differentialgleichungen erlernen, nachdem man auf die Bewegung von Strömungen eingeht, im Kapitel der Hydrodynamik. Nach den grundlegenden Gleichungen der Hydrodynamik wie die Kontinuitätsgleichung und die Bewegungsgleichungen von Bernoulli und Euler geht man auf die vertiefende Hydromechanik ein. Es werden dort Methoden der Höheren Mathematik zur Untersuchung genutzt und auch die Kontinuumsmechanik bei Fluidteilchen angewendet, hin zu den wohl bekanntesten Gleichungen: die Navier-Stokes-Gleichungen. Horace Lamb sagte einmal: „Wenn ich in den Himmel kommen sollte, erhoffe ich Aufklärung über zwei Dinge: Quantenelektrodynamik und Turbulenz. Was den ersten Wunsch betrifft, bin ich ziemlich zuversichtlich.“ Um einen winzigen Funken Klarheit in die Turbulenz zu bringen, ist dieser das letzte Kapitel gewidmet.
Im Speziellen wird im Laufe des Buches auf Strömungsanalysen mittels der CFD-gestützten Anwendung SolidWorks FlowSimulation eingegangen. Es werden zahlreiche Beispiele mittels CFD wie Kavitation, Überschallströmungen, parametrisierte Studien und Freie Oberflächen als auch Turbinen- und Schaufelräder simuliert.
Praktische Anwendungen der Theorie durch Matlab und SolidWorks Anschauliche Herleitungen der Gleichungen Klare Unterscheidung der Hydromechanik im Studium und in der Industrie
Autor*in
Andreas Huber
Themen in »Technische Mechanik 4 – Hydromechanik«
Hydromechanik Fluidmechanik Hydrostatik Hydrodynamik Numerische Methoden der CFD CFD Navier Stokes Gleichungen SolidWorks CFD räumliche Ansätze Turbulenztheorie