Beschreibung turbulenter Strömungen

2008

11 Abb., 37 Lit. Ang.

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

8070

200161570

Dieser Artikel gibt eine Einführung zur analytischen, experimentellen und numerischen Beschreibung turbulenter Strömungen. Er zeigt ihre wichtigsten Eigenschaften auf und veranschaulicht ihre Bedeutung. Das Gleichungssystem rund um die Navier-Stokes-Gleichungen wird angeschnitten, welches eine vollständige Beschreibung turbulenter Strömungen erlaubt. Es ist jedoch nur in einfachen Fällen lösbar. Daher werden ebenfalls ihre Vereinfachungen, die Reynolds-Gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen, beschrieben, welche zeitliche Mittelwerte der Unbekannten liefern. Turbulenzeigenschaften wie die Kolmogorovlänge wurden in der homogenen Turbulenz zur universellen Beschreibung von Turbulenzeigenschaften, unabhängig von der spezifischen Geometrie eines Problems, gefunden. Experimentelle Techniken zur Charakterisierung von turbulenten Strömungen lassen sich in Punktmessungs- und Strömungsvisualisierungstechniken einteilen, wobei die Funktionsweisen der wichtigsten Systeme erläutert werden. Fünf wichtige numerische Methoden zur Behandlung von turbulenten Strömungen werden aufgegriffen, und der Zweck von Turbulenzmodellen wird erläutert. Die in diesem Artikel beschriebenen Phänomene sind schliesslich in Bild 11 zusammengefasst und zeitlich eingeordnet.