Die Strömungsmechanik ist ein Teilgebiet der Physik, das sich mit der Untersuchung von Flüssigkeiten in Ruhe (statisch) und in Bewegung (Dynamik) befasst. Flüssigkeiten sind Substanzen, die keine eigene Form haben, wie etwa Wasser oder Luft, und die sich an den Behälter anpassen, der sie enthält.
Das Studium der Strömungsstatik und -dynamik hat viele Anwendungen im täglichen Leben, von der Konstruktion von Rohren und Triebwerken bis zur Berechnung des Luftwiderstands bei der Geschwindigkeit eines Flugzeugs.
Euler- und Lagrange-Beschreibungen sind zwei Möglichkeiten, einen Fluss zu charakterisieren.
Was ist eine Flüssigkeit?
Eine Flüssigkeit ist eine Substanz, die sich an die Form des Behälters anpasst, in dem sie sich befindet und fließt. Die Strömungsmechanik untersucht das Verhalten von Flüssigkeiten in Bewegung und ihre Wechselwirkung mit Objekten, die mit ihnen in Kontakt kommen. Flüssigkeiten werden in zwei Kategorien eingeteilt: Newtonsche und nicht-Newtonsche Flüssigkeiten.
Um das Studium der Strömungsmechanik zu vereinfachen, werden ideale Flüssigkeiten betrachtet. Die Haupteigenschaften einer idealen Flüssigkeit sind, dass sie reibungsfrei, stationär und nicht rotierend ist.
Was ist Strömungsmechanik?
Aus Sicht der klassischen Mechanik ist die Strömungsmechanik der Zweig der Physik, der für die Untersuchung von Flüssigkeiten in Ruhe und Bewegung und deren Wechselwirkung mit Festkörpern zuständig ist. Es ist in zwei große Sektoren unterteilt: statische und dynamische.
Was ist Fluidstatik?
Die Strömungsstatik ist der Zweig der Strömungsmechanik, der sich mit der Untersuchung ruhender Flüssigkeiten befasst. Bei dieser Art der Strömung sind die auf die Flüssigkeitsteilchen wirkenden Kräfte ausgeglichen, es findet also keine Bewegung statt.
Was ist Strömungsdynamik?
Die Fluiddynamik ist der Zweig der Mechanik, der für die Untersuchung der Bewegung von Flüssigkeiten verantwortlich ist. Es ist eine sehr breite Disziplin, die verschiedene Teilgebiete wie Hydrodynamik, Aerodynamik oder Kinetik umfasst.
Für das Studium der Fluiddynamik wurde eine große Anzahl von Prinzipien und Gleichungen entwickelt, wie z. B. die Navier-Stokes-Gleichungen, die Kontinuitätsgleichung und die Impulserhaltungsgleichung.
Welche Eigenschaften hat eine Flüssigkeit?
Flüssigkeiten sind Substanzen, die keine eigene Form haben, sondern sich der Form des Behälters anpassen, in dem sie sich befinden. Sie bestehen aus Molekülen in ständiger Bewegung, was ihnen bestimmte Eigenschaften verleiht:
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Sie haben keine eigene Form, sondern passen sich der Form des Behälters an, in dem sie platziert werden.
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Sie bestehen aus Molekülen in ständiger Bewegung.
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Sie üben eine Druckkraft auf die Oberflächen aus, mit denen sie in Kontakt kommen.
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Sie können fließen, das heißt, sie können sich verformen und ausdehnen, wenn eine äußere Kraft auf sie einwirkt.
Welche Kräfte wirken auf Flüssigkeiten?
Im Allgemeinen sind Flüssigkeiten drei Arten von Kräften ausgesetzt:
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Die Schwerkraft ist eine Kraft, die auf alle Körper wirkt und auf schwereren Körpern stärker ist.
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Druck ist eine Kraft, die auf die Wände von Behältern ausgeübt wird, die Flüssigkeiten enthalten.
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Viskosität ist eine Eigenschaft von Flüssigkeiten, die sie mehr oder weniger klebrig macht.
Anwendungen der Strömungsmechanik
Die Strömungsmechanik wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Luft- und Raumfahrttechnik über die Hydraulik bis hin zur Meteorologie.
In der Technik wird es beispielsweise zum Entwerfen von Flugzeugen, Raketen und Schiffen verwendet. In der Hydraulik wird es verwendet, um den Flüssigkeitsfluss zu untersuchen, den Flüssigkeitstransport zu optimieren, Pumpsysteme und Rohrleitungen zu entwerfen. In der Meteorologie wird es zur Vorhersage von Wetter und Klima verwendet.