Strömungsphysik

Yama · Anmeldungsdatum: 23.03.2013 Beiträge: 4

Meine Frage:
Hallo,

Ich muss eine Facharbeit mit ca 13 Seiten über Strömungsphysik schreiben und wollte mal fragen wie ihr die Einteilung(Inhaltsverzeichniss) machen würdet?

Meine Ideen:
Meine Idee ist:

Die wichtigsten Größen
Hydrostatik
Hydrodynamik
Aerodynamik
Bernoulli Gleichung
Anwendungen(oder die Anwendungen gelich zu den passenden Themen)

Bitte nicht an dem orientieren sonder eure eigenen Ideen^^

Danke im voraus

mfG

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

Ich würde die Hydrostatik weglassen (OK, für dich selbst musst du sie verstanden haben). Dann würde ich mir eine interessante Anwendung herauspicken (Windkanal, Wellen, ...) und entweder die Aerodynamik oder die Fluidynmik diskutieren. Da würde ich's dann ausgehend von den Navier-Stokes-Gleichungen sozusagen rückwärts mir einen geeigneten, machbaren Spezialfall heraussuchen und diesen behandeln. Das werden dann evtl. die Eulergleichungen oder die Bernoulligleichung. Auch da würde ich vom konkreten Anwendungsfall ausgehen.

w.bars · Anmeldungsdatum: 24.07.2006 Beiträge: 202

Hallo,

Schließe mich dem Vorredner an.

Noch zwei Ideen von mir:
* Würde in der Theorie bewusst nicht zwischen Aero und Fluid unterscheiden und klar herausstellen, dass die mathematische Behandlung dieselbe ist, und sich die beiden Gebiete nur in den Anwendungen unterscheiden
* Schöne Anwendung der Bernoulli-Gleichung, die nicht alltäglich ist: de Laval-Düse
http://de.wikipedia.org/wiki/Lavald%C3%BCse
In einem sich verengenden Rohr wird ein Fluid schneller. Das glaubt man anschaulich zu verstehen. Aber tatsählihc gilt dies nur für Unterschall-Strömungen. Jenseits der Schallmauer ist das umgekehrt -- zur Beschleunigung des Gases in einem Rohr nimmt dann einen sich weitenden Querschnitt, so wie bei einer Raketendüse Augenzwinkern

Die Herleitung ist nicht "kinder"leicht, aber machbar, denke ich.

Gruß!
w.bars

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

Einen guten Einblick bekommst du hier
http://de.wikipedia.org/wiki/Navier-Stokes-Gleichungen

Interessanterweise ist bis heute unklar, wie die Gleichungen mathematisch gelös werden können (bzw. ob unbekannt überhaupt Lösungen existieren)
http://de.wikipedia.org/wiki/Millennium-Probleme#Liste_der_Probleme

Yama · Anmeldungsdatum: 23.03.2013 Beiträge: 4

Danke für eure Antworten

Ich kann mich leider nicht ganz genau mit dem thema beschäftigen weil ich noch 3 andere Arbeiten machen muss.

Da es falsch war wie ich erkannt habe zwischen hydro und aero dynamik zu unter scheiden nehme ich als Überschrift Fluiddynamik. Hiebei unterscheide ich zwischen Idealen strömungen und realen Strömungen.
Bei den idealen hab ich bis jetzt allgemien den Volumenstrom das Kontinuitätsgesetz und die Bernoulligleichung reingepackt.

Was ist noch wichtig bei idealen strömungen??(vlt maguns effekt,Prandtl ́sche Staurohr ??)

und soll ich beim Bernoullieffekt Venturi erwähnen??

sorry für die vielen fragen aber ich bin ein bisschen unter Druck

mfG YAMA

Packo · Gast

Yama,
nach deinen Ausführungen zu beurteilen, bezweifle ich, dass du weißt, was zur Fluiddynamik, zur Hydrodynamik und zur Aerodynamik gehört.

w.bars · Anmeldungsdatum: 24.07.2006 Beiträge: 202

Hej,

Druck ist ein gutes Stichwort Augenzwinkern

Was du genau mit dem Volumenstrom meinst, weiß ich nicht; das ist ja nur eine Definition. Definitionen sollte man nicht um ihrer selbst Willen einbauen, sondern nur, wenn man sie braucht. Und dann sollte man sie in demjenigen Kapitel verstauen, in dem man sie braucht Augenzwinkern

und das Kapitel nach dem benennen, was man dort eigentlihc sagen will.

Die Bernoulli-Gleichung drückt sowas wie die Energieerhaltung aus, insofern klarerweise bei den idelane Fluiden unterzubringen.

Die Kontinuitätsgleichung drückt die Massenerhaltung aus und gilt unabhängig davon, ob es ideal ist, oder nicht. Nur weil das Zeug ne innere "Reibung" hat, heißt es nicht, dass da auf einmal Materie verloren gehen kann -- die Kontinuitätsgleichung gilt immer Augenzwinkern

Sowohl das Prandtlsche Staurohr als auch den Magnuseffekt würde man als interessante Anwendungen bezeichnen, ob sie jetzt wichtig sind... Der Magnuseffekt ist nicht so ganz trivial... Die meisten Anwendungen in der idealen HD wirst du aber aus der Bernoulli-Gleichung ziehen [aber bitte nicht die Tragfläche, die ist keine Anwendung der Bernoulli-Gleichung]. Schockwellen sind eine interessante Besonderheit und Folge der Nichtlinearität der hd Gleichungen.

Ventouri ist das Experiment zu Bernoulli, ganz angebracht denke ich.

Bei den viskosen Fluiden ist das Hagen-Poisseuille Geschwindigkeitsprofil in einem Rohr ganz interessant, weil es eine direkte Konsequenz der Tatsache ist, dass ein viskoses Fluid auch dann eine Wand "spürt", wenn es an ihr "vorbei"fließt: nahe der Wand bremst die (viskose) Strömung ab.

Gruß!
w.bars

Yama · Anmeldungsdatum: 23.03.2013 Beiträge: 4

Danke für die Hilfe

Mit Volumenstrom mein ich den allgemeinen durchstrom von röhren Q=v*A

So langsam gerate ich in Panik weil es mir vorkommt als wäre ich kontraproduktiv ):

Könntest du mir mal eine gliederung(Inhaltsverzeichnis mit Untergliederung) machen damit ich mich besser orientieren kann..wäre echt nett^^

MIr läuft echt die zeit davon

Danke im voraus

w.bars · Anmeldungsdatum: 24.07.2006 Beiträge: 202

Moin,

nun, ich schreibe dir ganz sicher keine Gliederung...

Das klang bisher aber doch rehct vernünftig, allgemeines Einleitungs-Gedöns, dann Kontinuitätsgleichung, dann ideale Fluide, dann nichtideale Fluide.
Ideale Fluide: Bernoulli und irgendne triviale Anwendung davon, nichtideale Fluide: Hagen-P., fertig.

Und ne Gliederung schreibe ich dir aus dem Grunde nicht, weil ich nicht weiß, was du alles kannst, was du alles willst, und wie viel Text du pro Formel brauchst. Auf einem Dutzend Seiten kann ich dir eine gesamte Hydrodynamik-Vorlesung zusammenschreiben.

w.bars

Yama · Anmeldungsdatum: 23.03.2013 Beiträge: 4

ok danke versteh ich

Zurzeit hab ich noch Begriffe im Kopf die ich nicht eingleidern kann (z.B Aerodynamik, laminare und turbolente strömungen hab ich auch noch nicht erklärt) zu welchem teilgebite gehören die??

Bei den idealen fluiden gibt es da noch andere gebräuchliche gesetze oder formeln??

Bisjetzt hab ich noch nicht zwischen Flüssigkeiten und gasen getrennt ab welchem punkt muss ich das?

mfg Yama

w.bars · Anmeldungsdatum: 24.07.2006 Beiträge: 202

Hej,

Turbulenz ist ein Phänomen, das schon bei den idealen Fluiden auftaucht. Tatsächlich ist es so, dass Viskosität die Blidung von Wirbeln behindert und diese abbremst und auslöscht. In der idealen Hydrodynamik gibt es einen Satz von der Erhaltung der Wirbel
http://en.wikipedia.org/wiki/Kelvin%27s_circulation_theorem
D.h. ein Wirbel, einmal entstanden (wie auch immer -- großes Problem in dem Zusammenhang Big Laugh

) würde immer weiter drehen. Oder anders gesagt würden auch, etwa an einem umströmten Körper, nie Wirbel entstehen, klarerweise konträr zur täglichen Erfahrung (mach dir mal ne heiße Tasse Kaffee/Tee und beobachte mithilfe einer starken Lampe / Sonne die Wirbel im auftseigenden Dampf -- musst das Licht so ein bisschen schräg von vorne kommen lassen).
Die Lösung bei einem umströmten Körper ist natürlich die Existenz einer Grenzschicht
http://de.wikipedia.org/wiki/Fluiddynamische_Grenzschicht
wo, egal wie klein die Viskosität ist, diese nicht mehr vernachlässigbar ist (schau dir mal die Tragflächen-bildchen auf google images zum suchbegriff grenzschicht an)

Eine laminare Strömung ist eine ohne Wirbelbildung, und hat damit einen leichten Touch von Unrealität. Sie sind aber nett, weil meist sehr viel einfacher. (Voll)Turbulente Strömungen sind deswegen kompliziert, weil die Wirbel zum einen mathematisch äußerst ärgerlich zu behandeln sind / wären, wenn mans könnte, zum anderen zeitlich sich sehr shcnell entwickeln, und sich über viele Längen / Zietskalen verteilen. D.h. in grpßen Wirbeln hat man ganz viele kleine und so weiter.
http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%A1rm%C3%A1nsche_Wirbelstra%C3%9Fe

Um zwischen turbulenten und laminaren Strömungen zu unterschieden hat man als Daumenregel die Reynolds-Zahl.
http://de.wikipedia.org/wiki/Reynolds-Zahl

Bei den idealen Fluiden gibt es sehr viele interessante Dinge, etwa Potentialströmungen, die Wirbeltheoreme usw. Ob das in den Rahmen einer Facharbeit passt, wag ich mal zu bezweifeln. Als Anwendung sollte die schon erwähnte de Laval-Düse für genug Stoff sorgen.

Zwischen Flüssigkeiten und Gasen trennst du gar nicht.

Gruß!
w.bars

lampe16 · Anmeldungsdatum: 21.03.2010 Beiträge: 319

"Du musst eine Facharbeit mit ca 13 Seiten über Strömungsphysik schreiben."
und vielleicht noch "Abgabedatum!".
Hat Dein Auftaggeber keine weiteren Randbedingungen angegeben? Hast Du einen Leitfaden, welche Kriterien eine solche Facharbeit erfüllen soll?