Strömungslehre

Die Strömungslehre oder auch Strömungsmechanik ist die Physik der Flüssigkeiten und Gase. Anstelle der oben genannten Begriffe werden gelegentlich auch die Bezeichnungen Fluidmechanik oder Fluiddynamik verwendet.

Die Strömungslehre befasst sich mit dem Verhalten von Fluiden, das heißt von Medien, die sich unter dem Einfluss von Scherspannungen unbegrenzt verformen.

Die Strömungsvorgänge der Fluide werden allgemein durch die Geschwindigkeit $\mathbf {u} =(u,v,w)$, Druck p, Dichte $\rho$, Viskosität $\eta$ und Temperatur T als Funktion von Ort (x,y,z) und Zeit t beschrieben. Die Bestimmung dieser Größen geschieht mit den Erhaltungssätzen für Masse, Implus und Energie, sowie mit einer thermischen Zustandsgleichung $f(\rho ,p,T)$ des Strömungsmediums.

Teilgebiete

Die Hydrostatik beschäftigt sich mit:

• der Druckverteilung in ruhenden Flüssigkeiten,
• den Kräften auf Behälterwänden,
• der Ausbildung freier Oberflächen,
• dem hydrostatischen Auftrieb und
• der Schwimmstabilität von Körpern.

Die Aerostatik hingegen betrachtet:

• die Schichtung der ruhenden Atmosphäre.

Die Hydro-/Aerodynamik zusammengefasst als Fluidynamik behandelt:

• die Strömungsarten,
  • instationäre Strömungen und
  • stationäre Strömungen

• die Strömungsformen
  • laminare Strömung und
  • turbulente Strömung

• die Strömungsinstabilitäten,

• inkompressible Strömungen und
• kompressible Strömungen (Gasdynamik)

• reibungsfreie Strömungen und
• viskose Strömungen

• die Potentialströmungen und
• die Wirbelströmungen

• die Stromfadentheorie und
• die Rohrströmung

• die Grenzschichtströmung,

• die Ähnlichkeitstheorie.

Anwendungen trifft man in in den Bereichen: der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, des Maschinenbaus, der Energie- und Verfahrenstechnik, der Chemieindustrie, der Meteorologie, der Geophysik, der Gebäudeaerodynamik und so weiter.

Literatur

• L.D. Landau, E.M. Lifschitz: Lehrbuch der theoretischen Physik VI: Hydrodynamik, Berlin 1991, ISBN 3-05-500063-3