Strömungsmechanik nichtnewtonscher Fluide

Ein einführendes, grundlagenorientiertes Lehrbuch für Studenten der Ingenieurwissenschaften und der angewandten Mathematik sowie für theoretisch interessierte Ingenieure

Einleitung mit nichtnewtonschen Strömungsphänomenen

Kinematik fluider Kontinua

Kontinumsmechanische Grundlagen

Bei Scherung und Dehnung hervortretender Stoffeigenschaften

Strönungen, die durch die Fließfunktion kontrolliert werden

Auswirkungen der Normalspannungsdifferenzen

Gedächtniseinflüsse bei inststationären Strömungen

Numerische Strömungssimulation

Formelanhang

Zusammenstellung der wichtigsten Symbole.- 1 Kinematik fluider Kontinua.- 1.1 Einige Grundbegriffe.- 1.2 Materielle Zeitableitung.- 1.3 Deformationsgeschwindigkeiten.- 1.4 Verzerrungstensoren.- 1.5 Inkompressible Strömungen mit eingeschränkter Kinematik.- 1.6 Konvektives Mischen.- Aufgaben.- 2 Kontinuumsmechanische Grundlagen.- 2.1 Spannung und Volumenkraft.- 2.2 Integrale Bilanzgleichungen.- 2.3 Differentielle Form der Bilanzgleichungen.- Aufgaben.- 3 Bei Scherung und Dehnung hervortretende Stoffeigenschaften.- 3.1 Rheologisch einfache Flüssigkeiten.- 3.2 Die Fließfunktion.- 3.3 Die Normalspannungsfunktionen.- 3.4 Dehnviskositäten.- 3.5 Linear-viskoelastische Stoffunktionen.- 3.6 Nichtlineare Theologische Stoffmodelle.- 3.7 Deborah- und Weissenberg-Zahl.- Aufgaben.- 4 Strömungen, die durch die Fließfunktion kontrolliert warden.- 4.1 Rohrströmung.- 4.2 Ebene Druck-Schleppströmung.- 4.3 Schraubenströmung.- 4.4 Radial durchströmter Spalt.- Aufgaben.- 5 Auswirkungen der Normalspannungsdifferenzen.- 5.1 Kegel-Platte-Strömung.- 5.2 Der Weissenberg-Effekt.- 5.3 Strangaufweitung.- 5.4 Normalspannungseffekte an suspendierten Partikeln.- 5.5 Sekundär Strömungen.- 5.6 Stationäre Durchströmung zylindrischer Rohre.- Aufgaben.- 6 Gedächtniseinflüsse bei instationären Strömungen.- 6.1 Lineare Viskoelastizität.- 6.2 Nichtlineare Effekte.- 6.3 Bemerkungen zur Stabilitätstheorie.- Aufgaben.- 7 Numerische Strömungssimulation.- 7.1 Grundsätzliche Betrachtungen.- 7.2 Das Konzept der Methode der finiten Elemente.- 7.3 Einige Berechnungsergebnisse.- 7.4 Extremalprinzipe für verallgemeinerte newtonsche Fluide.- Aufgaben.- Anhang A: Koordinatenunabhängige Definitionen der Begriffe Divergenz, Gradient und Rotation.- Anhang B: Formelsammlung für spezielleKoordinatensysteme.- Quellenangaben.- Ergänzende und weiterführende Literatur.