Numerische Strömungssimulation in der Hydrodynamik

Grundlagen und Methoden
2011
ISBN: 978-3-642-17207-6
Verlag: Springer

Buch, Deutsch, 183 Seiten, Book w. online files / update, Format (B × H): 155 mm x 235 mm, Gewicht: 306 g

Die immer leistungsfähiger werdende Computertechnik hat in den letzten Jahrzehnten auch zu einer grandiosen Entwicklung der Strömungssimulation geführt. Während vor 20 Jahren noch Programme zur Lösung der 3-dimensionalen Eulergleichungen geschrieben wurden, steht heute eine Reihe von erprobten und robusten Programmpaketen zur Verfügung, mit der die auf ein spezielles hydrodynamisches Problem angewandten Erhaltungssätze ausgewertet werden können. Die Entwicklung führt dazu, dass die Berechnungsformeln der Koeffizientenhydraulik nach und nach durch problembezogene und handhabbare numerische Strömungssimulationen verdrängt werden. Nach einem Überblick über die Methoden der numerischen Strömungssimulation werden im Teil 1 Grundlagen und Grundgleichungen der Strömungsmechanik formuliert, während im Teil 2 ausgewählte Methoden, wie die Finite-Element-Methode, das Galerkin-Verfahren, die Finite-Volumen- und Finite-Element-Methode anhand von Beispielen aus der Hydrodynamik erläutert werden. Bei der Darstellung der numerischen Methoden wird keine Vollständigkeit angestrebt, sondern vielmehr versucht, durch eine ausführliche Beschreibung der Zusammenhänge mit vielen Zwischenschritten eine „aufsteigende Wissenslinie“ darzustellen. Dem Buch sind vier lauffähige Programme beigefügt, mit denen Beispiele im Buch gelöst und bearbeitet werden können. Die Programme stehen dem Leser unter "http://extras.springer.com" zur Verfügung.

Zielgruppe

Professional/practitioner

Autoren/Hrsg.

Martin, Helmut

Fachgebiete

• Mathematik | Informatik Mathematik Numerik und Wissenschaftliches Rechnen Numerische Mathematik
• Naturwissenschaften Physik Mechanik Kontinuumsmechanik, Strömungslehre
• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Technische Mechanik | Werkstoffkunde Strömungslehre
• Technische Wissenschaften Bauingenieurwesen Wasserbau
• Technische Wissenschaften Bauingenieurwesen Mathematische Methoden, Computeranwendungen (Bauingenieurwesen)

Inhaltsverzeichnis

TEIL I Grundlagen und Grundgleichungen der Hydrodynamik: Einführung.- Hydrodynamische Grundlagen.- Grundlagen der Turbulenz.- Turbulenzmodelle.- TEIL 2 Methoden der numerischen Strömungssimulation: Einführung in die numerischen Methoden.- Finite-Differenzen-Methode.- Galerkin-Methode.- Finite-Volumen-Methode.- Finite-Element-Methode.- Hinweise zu den VB-Programmen.

Über Autor(innen)

Professor Dr.-Ing. habil. Helmut Martin studierte Bauingenieurwesen an der TU Dresden, promovierte 1971 zum Dr.-Ing. und habilitierte sich 1983. Von 1965 bis 1974 arbeitete er als wissenschaftlicher Assistent und Oberassistent an der TU Dresden, von 1974 bis 1977 als Koordinierungsingenieur im Tiefbauamt der Stadt Dresden und ab März 1977 wieder als Oberassistent im Bereich Wasserbau der TU Dresden. 1984 erfolgte die Berufung zum Hochschuldozenten für Technische Hydromechanik und 1992 zum Professor für Technische Hydromechanik.