Strömungsmechanik nichtnewtonscher Fluide

Das Buch enthält die Grundlagen und Methoden, die zur theoretischen Modellierung und zur Analyse von Strömungsvorgängen mit nichtnewtonschen Fluiden erforderlich sind. Zunächst werden die kinematischen, die kontinuumsmechanischen und die stofflichen Grundlagen ausführlich erläutert. Die Anwendung des Basiswissens erfolgt exemplarisch anhand ausgewählter Strömungsvorgänge, die maßgeblich von den nichtlinearen Fließeigenschaften, von den Normalspannungsdifferenzen oder vom Gedächtnis der Flüssigkeiten beeinflusst werden. Dabei haben sich die Inhalte, die Schwerpunkte und die Beispiele gegenüber der ersten Auflage wesentlich geändert. Erstmalig in einem deutschsprachigen Lehrbuch werden auch die Grundzüge einer numerischen Strömungssimulation unter Berücksichtigung komplexer rheologischer Stoffmodelle behandelt.

Autorentext
Professor Dr. Gert Böhme, Universität der Bundeswehr Hamburg

Klappentext
Ein einführendes, grundlagenorientiertes Lehrbuch für Studenten der Ingenieurwissenschaften und der angewandten Mathematik sowie für theoretisch interessierte Ingenieure
Einleitung mit nichtnewtonschen Strömungsphänomenen
Kinematik fluider Kontinua
Kontinumsmechanische Grundlagen
Bei Scherung und Dehnung hervortretender Stoffeigenschaften
Strönungen, die durch die Fließfunktion kontrolliert werden
Auswirkungen der Normalspannungsdifferenzen
Gedächtniseinflüsse bei inststationären Strömungen
Numerische Strömungssimulation
Formelanhang

Zusammenfassung
"Erstmalig in einem deutschsprachigen Lehrbuch werden auch die Grundzüge einer numerischen Strömungssimulation unter Berücksichtigung komplexer rheologischer Stoffmodelle behandelt." (Zentralblatt MATH, Ausgabe 973/01, 15.12.01)

Inhalt
Zusammenstellung der wichtigsten Symbole.- 1 Kinematik fluider Kontinua.- 1.1 Einige Grundbegriffe.- 1.2 Materielle Zeitableitung.- 1.3 Deformationsgeschwindigkeiten.- 1.4 Verzerrungstensoren.- 1.5 Inkompressible Strömungen mit eingeschränkter Kinematik.- 1.6 Konvektives Mischen.- Aufgaben.- 2 Kontinuumsmechanische Grundlagen.- 2.1 Spannung und Volumenkraft.- 2.2 Integrale Bilanzgleichungen.- 2.3 Differentielle Form der Bilanzgleichungen.- Aufgaben.- 3 Bei Scherung und Dehnung hervortretende Stoffeigenschaften.- 3.1 Rheologisch einfache Flüssigkeiten.- 3.2 Die Fließfunktion.- 3.3 Die Normalspannungsfunktionen.- 3.4 Dehnviskositäten.- 3.5 Linear-viskoelastische Stoffunktionen.- 3.6 Nichtlineare Theologische Stoffmodelle.- 3.7 Deborah- und Weissenberg-Zahl.- Aufgaben.- 4 Strömungen, die durch die Fließfunktion kontrolliert warden.- 4.1 Rohrströmung.- 4.2 Ebene Druck-Schleppströmung.- 4.3 Schraubenströmung.- 4.4 Radial durchströmter Spalt.- Aufgaben.- 5 Auswirkungen der Normalspannungsdifferenzen.- 5.1 Kegel-Platte-Strömung.- 5.2 Der Weissenberg-Effekt.- 5.3 Strangaufweitung.- 5.4 Normalspannungseffekte an suspendierten Partikeln.- 5.5 Sekundär Strömungen.- 5.6 Stationäre Durchströmung zylindrischer Rohre.- Aufgaben.- 6 Gedächtniseinflüsse bei instationären Strömungen.- 6.1 Lineare Viskoelastizität.- 6.2 Nichtlineare Effekte.- 6.3 Bemerkungen zur Stabilitätstheorie.- Aufgaben.- 7 Numerische Strömungssimulation.- 7.1 Grundsätzliche Betrachtungen.- 7.2 Das Konzept der Methode der finiten Elemente.- 7.3 Einige Berechnungsergebnisse.- 7.4 Extremalprinzipe für verallgemeinerte newtonsche Fluide.- Aufgaben.- Anhang A: Koordinatenunabhängige Definitionen der Begriffe Divergenz, Gradient und Rotation.- Anhang B: Formelsammlung für spezielleKoordinatensysteme.- Quellenangaben.- Ergänzende und weiterführende Literatur.

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