strömungsmechanischen

Strömungsmechanik ist der Zweig der Mechanik, der sich mit der Bewegung und dem Verhalten von Fluiden beschäftigt. Unter Fluiden versteht man Flüssigkeiten und Gase. Ziel ist es, Strömungen zu beschreiben, zu verstehen und vorherzusagen, einschließlich der Druck-, Temperatur- und Geschwindigkeitsfelder sowie der Kräfte auf in der Strömung liegende Körper.

Die theoretische Grundlage bilden die Erhaltungsgesetze für Masse, Impuls und Energie. Die Kontinuitätsgleichung sichert die Massenerhaltung; die Navier-Stokes-Gleichungen beschreiben die Impulsübertragung in viskosen Fluiden; die Energiegleichung behandelt Temperatur- und Energiedynamik. Für ideale oder inkompressible Strömungen ergeben sich Vereinfachungen, und die Bernoulli-Gleichung dient oft als nützliche Näherung.

Wichtige Konzepte sind die Reynolds-Zahl, laminarer versus turbulenter Fluss, Grenzschichten und Potenzialströmung. Turbulenz erfordert Modelle zur Abschätzung statistischer Eigenschaften der Strömung.

Methoden umfassen analytische Lösungen in einfachen Geometrien, experimentelle Untersuchungen (Windkanäle, Druck- und Geschwindigkeitsmessung) sowie numerische Simulationen, insbesondere CFD.

Anwendungen finden sich in Luftfahrt, Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Umwelt- und Biowissenschaften sowie Medizintechnik.

Historisch entwickelte sich das Feld aus der klassischen Mechanik; zentrale Beiträge stammen von Euler, d'Alembert, Navier und Stokes im 18. und 19. Jahrhundert. Im 20. Jahrhundert gewann die Turbulenzforschung sowie die computergestützte Simulation an Bedeutung.