Description
(Text)
Wenn die Stromungsgeschwindigkeit eines Gases klein ist im Ver gleich zur Schallgeschwindigkeit, kann man das Gas als inkompressibel betrachten. Die Aerodynamik fallt bei dieser Idealisierung, welche die mathematische Behandlung wesentlich vereinfacht, mit der Hydro dynamik der Fliissigkeiten zusammen. Wir werden sehen, daB der durch Vernachlassigung der Kompressibilitat des Gases in der Kontinuitats gleichung hervorgerufene Fehler kleiner als 1 % bleibt, wenn die Stro mungsgeschwindigkeit etwa 1/7 der Schallgeschwindigkeit des Gases nicht iibersteigt. Bei groBeren Geschwindigkeiten, d. h. bei Zunahme des Verhaltnisses der Stromungsgeschwindigkeit zur Schallgeschwindig keit, wird der EinfluB der Kompressibilitat auf den Stromlinienverlauf immer starker und nach Dberschreitung der Schallgeschwindigkeit treten vollig neue Erscheinungen auf. Storungen breiten sich dann nicht mehr in das ganze Stromungsfeld aus, sondern nur in ein sich stromabwartB erstreckendes Teilgebiet, und zu den stetigen Geschwindigkeits-, Dichte-, Druckanderungen usw. kommen gewisse unstetige Zustandsanderungen, die sogenannten "VerdichtungsstoBe" hinzu. Der mathematische Grund fUr dieses wesentlich verschiedene Verhalten der "UnterschalI"- und "Dberschallstromungen" liegt darin, daB die Differentialgleichungen im Unterschallgebiet ebenso wie bei den inkompressiblen Medien yom ellip tischen, im Dberschallgebiet dagegen yom hyperbolischen Typus sind. 1m vorliegenden Buch werden fUr die Aerodynamik der "kompres siblen Stromungen", die man kurz als "Gasdynamik" zu bezeichnen pflegt, die grundlegenden theoretischen Zusammenhange behandelt und die fiir die Praxis wichtigsten mathematischen Theorien und numerischen Berechnungsmethoden entwickelt. Zur Vereinfachung werden hierbei einige einBchrankende Voraussetzungen getroffen, insbesondere: a) Vernachlassigung der Reibung und Warmeleitfahigkeit des stro menden Gases, b) Vernachlassigung der Schwerkraft und sonstiger auBerer Krafte.
(Table of content)
I. Abschnitt: Grundbegriffe.- 1. Grundgleichungen.- 2. Stationäre Strömungen.- 3. Stromlinienverlauf in stationärer Strömung.- 4. Geschwindigkeitspotential der wirbelfreien stationären Strömung..- 5. Stromfunktion der stationären ebenen und achsensymmetrischen Strömung.- II. Abschnitt: Linearisierte stationäre Strömung um Profile und Drehkörper.- 6. Linearisierung der Potentialgleichung.- 7. Linearisierte Unterschallströmung. Prandtlsche Regel.- 8. Linearisierte ebene Überschallströmung.- 9. Linearisierte Überschallströmung um Drehkörper.- 10. Asymptotische Entwicklungen für überschlanke Körper.- III. Abschnitt: Nichtlinearisierte stationäre ebene und achsensymmetrische stoßfreie Strömung.- 11. Potenzentwicklungen für wirbelfreie Unterschallströmungen.- 12. Potenzentwicklungen für die transsonische Strömung in Laval-Düsen.- 13. Darstellung ebener wirbelfreier Strömungen in der Hodographenebene.- 14. Hodographenverfahren zur Berechnung ebener wirbelfreier Unterschallströmungen und transsonischer Strömungen.- 15. Charakteristikenverfahren zur Berechnung ebener wirbelfreier Über-schallströmungen.- 16. Beispiele ebener wirbelfreier Überschallströmungen.- 17. Erweiterung des Charakteristikenverfahrens auf nicht isentropische und auf achsensymmetrische Überschallströmungen.- IV. Abschnitt: Verdichtungsstöße in stationären Überschallströmungen. Transsonische und hypersonische stationäre Strömungen.- 18. Grundgleichungen des Verdichtungsstoßes.- 19. Stoßpolarendiagramm.- 20. Entropiezunahme beim Verdichtungsstoß.- 21. Achsensymmetrische Überschallströmung um einen Drehkegel.- 22. Weitere Beispiele von Überschallströmungen mit Verdichtungsstößen.- 23.Transsonische und hypersonische ebene Strömungen.- V. Abschnitt: Räumliche, nicht achsensymmetrische stationäre Strömungen.- 24. Singularitätenverfahren für die linearisierte Strömung um einen Tragflügel endlicher Breite.- 25. Linearisierte kegelsymmetrische Uberschallströmung.- 26. Halblineare Verfahren.- Literaturhinweise.
Contents
I. Abschnitt: Grundbegriffe.- § 1. Grundgleichungen.- § 2. Stationäre Strömungen.- § 3. Stromlinienverlauf in stationärer Strömung.- § 4. Geschwindigkeitspotential der wirbelfreien stationären Strömung..- § 5. Stromfunktion der stationären ebenen und achsensymmetrischen Strömung.- II. Abschnitt: Linearisierte stationäre Strömung um Profile und Drehkörper.- § 6. Linearisierung der Potentialgleichung.- § 7. Linearisierte Unterschallströmung. Prandtlsche Regel.- § 8. Linearisierte ebene Überschallströmung.- § 9. Linearisierte Überschallströmung um Drehkörper.- § 10. Asymptotische Entwicklungen für überschlanke Körper.- III. Abschnitt: Nichtlinearisierte stationäre ebene und achsensymmetrische stoßfreie Strömung.- § 11. Potenzentwicklungen für wirbelfreie Unterschallströmungen.- § 12. Potenzentwicklungen für die transsonische Strömung in Laval-Düsen.- § 13. Darstellung ebener wirbelfreier Strömungen in der Hodographenebene.- § 14. Hodographenverfahren zur Berechnung ebener wirbelfreier Unterschallströmungen und transsonischer Strömungen.- § 15. Charakteristikenverfahren zur Berechnung ebener wirbelfreier Über-schallströmungen.- § 16. Beispiele ebener wirbelfreier Überschallströmungen.- § 17. Erweiterung des Charakteristikenverfahrens auf nicht isentropische und auf achsensymmetrische Überschallströmungen.- IV. Abschnitt: Verdichtungsstöße in stationären Überschallströmungen. Transsonische und hypersonische stationäre Strömungen.- § 18. Grundgleichungen des Verdichtungsstoßes.- § 19. Stoßpolarendiagramm.- § 20. Entropiezunahme beim Verdichtungsstoß.- § 21. Achsensymmetrische Überschallströmung um einen Drehkegel.- § 22. Weitere Beispiele von Überschallströmungen mit Verdichtungsstößen.- § 23.Transsonische und hypersonische ebene Strömungen.- V. Abschnitt: Räumliche, nicht achsensymmetrische stationäre Strömungen.- § 24. Singularitätenverfahren für die linearisierte Strömung um einen Tragflügel endlicher Breite.- § 25. Linearisierte kegelsymmetrische Uberschallströmung.- § 26. Halblineare Verfahren.- Literaturhinweise.
