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Numerische Strömungsmechanik

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Beschreibung

Inhalt

1 Einführung.- 2 Strömungsprobleme.- 2.1 Luftfahrt.- 2.2 Kraftfahrzeugtechnik.- 2.3 Strömungsmaschinen.- 2.4 Strömungen mit Wärmeübergang.- 3 Grundgleichungen der Strömungsmechanik.- 3.1 Hierarchie der Grundgleichungen.- 3.2 Navier-Stokes Gleichungen.- 3.2.1 Navier-Stokes Gleichungen in Erhaltungsform.- 3.2.2 Euler-Gleichungen.- 3.2.3 Potentialgleichung.- 3.2.4 Boussinesq-Gleichungen.- 3.2.5 Inkompressible Navier-Stokes Gleichungen.- 3.2.6 Stokes-Gleichungen.- 3.2.7 Thin-Layer Navier-Stokes Gleichungen.- 3.2.8 Parabolisierte Navier-Stokes Gleichungen.- 3.2.9 Grenzschichtgleichungen.- 3.3 Reynoldsgleichungen.- 3.3.1 Reynoldsgleichungen in Erhaltungsform.- 3.3.2 Baldwin-Lomax Modell.- 3.3.3 Prandtl'sches Eingleichungsmodell.- 3.3.4 k-EUR Modell.- 3.3.5 Andere Turbulenzmodelle.- 3.4 Störungs-Differentialgleichungen.- 3.4.1 Primäre Störungsdifferentialgleichungen.- 3.4.2 Orr-Sommerfeld Gleichung.- 3.4.3 Sekundäre Störungsdifferentialgleichungen.- 3.5 Auswahl der Grundgleichungen.- 4 Diskretisierung.- 4.1 Grundlagen.- 4.1.1 Geometriedefinition.- 4.1.2 Netzgenerierung.- 4.1.3 Diskretisierung im Raum.- 4.1.4 Zeitdiskretisierung.- 4.1.5 Fehlerarten.- 4.1.6 Lösung von Gleichungssystemen.- 4.2 Konvergenz, Konsistenz und Stabilität.- 4.2.1 Verhalten des numerischen Fehlers.- 4.2.2 Nachweis der Konvergenz.- 4.2.3 Verifikation und Validierung.- 4.2.4 Nachweis der Stabilität.- 4.3 Methoden zur Netzgenerierung.- 4.3.1 Kartesische Netze mit Verdichtung.- 4.3.2 Interpolationsmethode.- 4.3.3 Transfinite Interpolation.- 4.3.4 Schießverfahren.- 4.3.5 Delaunay-Triangularisierung.- 4.3.6 Front-Generierungsmethode.- 4.3.7 Netzadaption.- 5 Numerische Lösungsmethoden.- 5.1 Finite-Differenzen Methoden (FDM).- 5.1.1 DuFort-Frankel Verfahren.- 5.1.2 Lax-Wendroff- und MacCormack-Verfahren.- 5.1.3 Beam und Warming Verfahren.- 5.2 Finite-Volumen Methoden (FVM).- 5.2.1 Finite-Volumen Runge-Kutta Verfahren.- 5.2.2 Semi-implizites Verfahren.- 5.2.3 Hochauflösendes Finite-Volumen Verfahren.- 5.3 Finite-Elemente Methoden (FEM).- 5.3.1 Taylor-Galerkin Finite-Elemente Methode.- 5.3.2 Finite-Elemente Methode für inkompressible Strömungen.- 5.4 Spektralmethoden (SM).- 5.4.1 Tschebyscheff-Matrixmethode.- 5.4.2 Fourier-Spektralmethode.- 6 Rechnerarchitekturen und Rechentechnik.- 6.1 Rechnerarchitekturen.- 6.1.1 Entwicklung der Rechenanlagen und Datennetze.- 6.1.2 Grundbegriffe.- 6.1.3 Einteilung der Rechenanlagen.- 6.2 Programmierung von Vektorrechnern.- 6.2.1 Grundlagen.- 6.2.2 Vektorisieren von Programmen.- 6.3 Programmierung von Parallelrechnern.- 6.3.1 Parallele Sprachelemente.- 6.3.2 Gebietszerlegungsmethode.- 7 Beispiel-Lösungen und Lösungsansätze.- 7.1 Flugzeugtragflügel.- 7.2 Kraftfahrzeugumströmung.- 7.3 Verdichtergitter.- 7.4 Konvektionsströmung.- 8 Anhang.- 8.1 Programmkonzept.- 8.2 Programmbeispiele.- 8.2.1 Netzgenerator.- 8.2.2 Parallelprogramm für Workstation-Cluster.- 8.3 Computerfilm.- Ausgewählte Literatur.- Sachwortverzeichnis.

Produktinformationen

Titel: Numerische Strömungsmechanik
Autor:
EAN: 9783642793530
Digitaler Kopierschutz: Wasserzeichen
Format: E-Book (pdf)
Hersteller: Springer-Verlag GmbH
Genre: Mechanik, Akustik
Anzahl Seiten: 287
Veröffentlichung: 08.03.2013
Dateigrösse: 22.7 MB

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