Technische Universitat munchen Lehrstuhl fur fluidmechanik FLM Univ.-Prof Dr-Ing habil R. Schilling Fakultat fur maschinenwesen Vorlesung Fluidmechanik I SS 2004 (korrigierte Fassung
1 FLM Fakultät für Maschinenwesen Vorlesung Fluidmechanik I SS 2004 (korrigierte Fassung) Technische Universität München Lehrstuhl für Fluidmechanik Univ.- Prof. Dr.-Ing. habil. R. Schilling
FLM Organisatorisches · Betreuer DipL. Ing S Herrmann MW2725,Tel:08928916299 Dipl. Ing. J. Einzinger MW2736,Te:08928916293 Vorlesung Di. 10: 30 Uhr bis 12: 00 Uhr(MW 0001) ng Do. 15: 15 Uhr bis 16: 00 Uhr(MW 2001) · Tutorubung Do. 16: 15 Uhr bis 17: 00 Uhr(MW 2001) nde · Sprechstun Di. 16: 15 Uhr bis 17: 15 Uhr(MW 2725, Gebaude 7, 2. Stock) · Internet httpwww.Ihm.mw.tu-muenchen.de
2 FLM Organisatorisches • Betreuer – Dipl.-Ing. S. Herrmann MW 2725, Tel.: 089 289 16299 – Dipl.-Ing. J. Einzinger MW 2736, Tel.: 089 289 16293 • Vorlesung Di. 10:30 Uhr bis 12:00 Uhr (MW 0001) • Übung Do. 15:15 Uhr bis 16:00 Uhr (MW 2001) • Tutorübung Do. 16:15 Uhr bis 17:00 Uhr (MW 2001) • Sprechstunde Di. 16:15 Uhr bis 17:15 Uhr (MW 2725, Gebäude 7, 2. Stock) • Internet http://www.lhm.mw.tu-muenchen.de
1. Einfuhrung FLM Gliederung der Vorlesung 1. Einfuhrung L 1 gebiete der fluidmechanik 1.2 Definitionen 1.3 Ursachen fur das auftreten von stromungen 1. 4 Eigenschaften von Fluiden 1.5 Eigenschaften von Medien 1.6 Unterscheidung nach Geschwindigkei 1.6.1 Unterscheidung nach Bewegungszustand 16.2 Hydro-und Aerostatic 1.6.2.1 Flussigkeitsdruck statischer druck 1.6.2.2 Flussigkeitsdruck in Kraftfelder 16.2 3 Druckkraft auf eine ebene behalterwand 1.6.3 Hydro- und Aerodynamik 2. Hydrodynamik 2.1 Reibungsfreie Stromungen 2. 1.1 Eindimensionale Stromungen 2. 1.1.1 Grundbegriffe 2. 1. 1.2 Stromfadentheorie 2.1.2 2.1.2.1 Differentielle Kontinuitatsgleichung 2. 1.2.2 Eulersche bewegungsgleichung 2. 1.3 Grundgleichungen der potentialstromungen 2.1.3.1 Grundgleichungen 2. 1.3.2 Eigenschaften der Potentialgleichung A=0 2.1.3.3 Betrachtung der Zylinderumstromung mit Wirbel 2.1.34 Umstromung von profilen
3 FLM 1. Einführung Gliederung der Vorlesung 1. Einführung 1.1 Gebiete der Fluidmechanik 1.2 Definitionen 1.3 Ursachen für das Auftreten von Strömungen 1.4 Eigenschaften von Fluiden 1.4.1 Dichte 1.4.2 Viskosität 1.5 Eigenschaften von Medien 1.6 Unterscheidung nach Geschwindigkeit 1.6.1 Unterscheidung nach Bewegungszustand 1.6.2 Hydro- und Aerostatik 1.6.2.1 Flüssigkeitsdruck, statischer Druck 1.6.2.2 Flüssigkeitsdruck in Kraftfelder 1.6.2.3 Druckkraft auf eine ebene Behälterwand 1.6.3 Hydro- und Aerodynamik 2. Hydrodynamik 2.1 Reibungsfreie Strömungen 2.1.1 Eindimensionale Strömungen 2.1.1.1 Grundbegriffe 2.1.1.2 Stromfadentheorie 2.1.1.3 Anwendungsbeispiele 2.1.2 Grundgleichungen der Eulerströmungen 2.1.2.1 Differentielle Kontinuitätsgleichung 2.1.2.2 Eulersche Bewegungsgleichung 2.1.3 Grundgleichungen der Potentialströmungen 2.1.3.1 Grundgleichungen 2.1.3.2 Eigenschaften der Potentialgleichung = 0 2.1.3.3 Betrachtung der Zylinderumströmung mit Wirbel 2.1.3.4 Umströmung von Profilen
1. Einfuhi FLM Gliederung der Vorlesung 2.2 Reibungsbehaftete stromungen 2.2.1 Grundgleichungen Losungseigenschaften der Navier-Stokes-Gleichungen 2.2.4 Spezielle Losungen fur laminar Stromungen 22.5 2.2.6 Turbulente Stromungen 2.2.61 Entstehen der turbulenz 2.2.6.2 Stromung entlang fester Wande 2.2. 6.3 Reynoldsmittelun 2.2.7 Grenzschichttheorie 2.2.7.1 Einfuhrung in die Grenzschichttheorie, L. Prandtl(1875-1953) 2.2.7.2 Laminare grenzschichtstromungen 2.2.7.3 Turbulente grenzschichtstromungen 2.2.7.4 Vergleich laminarer und turbulenter Grenzschichtstromungen um einen Tragflugel 2.2.8 Integrale erhaltungssatze g der integralen Erhaltungssatze 2.3 Druckverlust und Stromungswiderstand 2.3.2 Umstromungsprobleme
4 FLM 1. Einführung Gliederung der Vorlesung 2.2 Reibungsbehaftete Strömungen 2.2.1 Grundgleichungen 2.2.2 Kennzahlen 2.2.3 Lösungseigenschaften der Navier – Stokes- Gleichungen 2.2.4 Spezielle Lösungen für laminare Strömungen 2.2.5 Strömungsmechanische Instabilitäten 2.2.6 Turbulente Strömungen 2.2.6.1 Entstehen der Turbulenz 2.2.6.2 Strömung entlang fester Wände 2.2.6.3 Reynoldsmittelung 2.2.7 Grenzschichttheorie 2.2.7.1 Einführung in die Grenzschichttheorie, L. Prandtl (1875 – 1953) 2.2.7.2 Laminare Grenzschichtströmungen 2.2.7.3 Turbulente Grenzschichtströmungen 2.2.7.4 Vergleich laminarer und turbulenter Grenzschichtströmungen um einen Tragflügel 2.2.8 Integrale Erhaltungssätze 2.2.8.1 Massenerhaltung 2.2.8.2 Impulserhaltung – Impulssatz 2.2.9 Anwendung der integralen Erhaltungssätze 2.3 Druckverlust und Strömungswiderstand 2.3.1 Durchströmungsprobleme 2.3.2 Umströmungsprobleme 3. Literatur
1. Einfuhrung FLM 1.1 Gebiete der Fluidmechanik Allgemeine mechanik Lehre von Bewegungen und Kraften ihre Wirkung auf materielle Korper Kinematik Dynamik Geometrie der bewegungen Krafte und ihre ohne berucksichtigung der Krafte Wirkungen Statik ik Gleichgewicht Zusammenhang der Krafte eines in ruhe zwischen Kraften und befindlichen fluids Bewegungen
5 FLM 1. Einführung 1.1 Gebiete der Fluidmechanik Allgemeine Mechanik Lehre von Bewegungen und Kräften und ihre Wirkung auf materielle Körper Kinematik Dynamik Geometrie der Bewegungen Kräfte und ihre ohne Berücksichtigung der Kräfte Wirkungen Statik Kinetik Gleichgewicht Zusammenhang der Kräfte eines in Ruhe zwischen Kräften und befindlichen Fluids Bewegungen