Biot-Savartsches Gesetz
Stromlinien und Potentiallinien einer ebenen Quelle
Stromlinien und Potentiallinien eines ebenen Potentialwirbels
Stromlinien und Potentiallinien eines ebenen x-Dipols
Kochrezept: Welches Strömungsbild ergibt sich bei der Überlagerung von…
Welches Strömungsbild ergibt sich bei der Überlagerung einer Parallelströmung mit einer Quelle?
Welches Strömungsbild ergibt sich bei der Überlagerung einer Parallelströmung mit einem Dipol?
Überlagerung Dipol + Wirbel
Wie groß sind die Auftriebs- und Widerstandskräfte an einem rotierendem Kreiszyliner mit der Zirkulation “Gamma”?
Auftrieb unabhänig vom Radius und damit vom Dipolmoment
=> dünner Zylinder gleich viel Auftrieb wie dicker?
Ja, wenn gleiche Zirkulation
=> für gleiche Zirkulation muss dünner Zylinder schneller drehen
Zeichnen Sie den Verlauf des Druckbeiwertes entlang der Oberfläche eines ruhenden Kreiszylinders
Zeichnen Sie den Verlauf des Druckbeiwertes entlang der Oberfläche eines ruhenden Kreiszylinders und im Vergleich dazu entlang des Mittelschnittes einer Kugel
Wie lässt sich ein Körper in Wandnähe modellieren?
Annahmen ideales Gas
Wie lautet der Energiesatz in Form der Enthalpie für stationäre Strömung, wenn man die Einflüsse von Reibung, Wärmeleitung, Wärmequellen und Feldkräften vernachlässigt?
Was bezeichnet man als Reynoldsanalogie?
Welche Kennzahl ist für den Wärmeübergang von Bedeutung?
Physikalische Bedeutung der Prandtl-Zahl
Zusammenhang lokale - kritische Totalschallgeschwindigkeit
Skizzieren Sie qualitativ den Verlauf von p/p0, T/T0 und La über der Machzahl
Was bezeichnet man als “Lavalzustand”?
Welche besondere Bedeutung hat der “engste Querschnitt” bei einer kompressiblen Rohrströmung?
Durch welchen Maßnahmen lässt sich der Massenstrom einer Strömung aus einem Kessel erhöhen?
Unterschiedliches Verhalten von Unter- und Überschallströmung in konvergenten bzw. divergenten Kanälen
Kochrezept schräger Stoß
Was versteht man unter der Stoß-Expansions-Theorie, was lässt sich mit ihr berechnen?
Zeichnen Sie das Wellenbild eines rautenförmigen Überschallprofils.
Zeichnen Sie das Wellenbild für eine angestellte ebene Platte
Die Strömung durch eine Düse befinde sich im kritischen Zustand. Wie lässt sich der Massendurchsatz erhöhen?
Berechnung von Stoßstärke und Stoßlage
Erklären Sie den Unterschied zwischen Potentialwirbel und Starrwirbel.
Was ist die Aussage des 1. Helmholtzschen Wirbelsatz ?
• Die Stärke einer Wirbellinie ist entlang ihrer Länge konstant
• Wirbellinien können im Strömungsinneren weder beginnen noch enden
Was ist die Aussage des 2. Helmholtzschen Wirbelsatz?
• In einer reibungsfreien Strömung wird Drehung weder erzeugt noch vernichtet
• Drehung ist an Fluidteilchen gebunden
• Wirbel bestehen stets aus den gleichen Partikeln
Was sagt der Wirbelsatz von Thomson aus (inkl. mathematischer Beziehung)?
Längs einer mit dem Fluid mitbewegten Kurve bleibt die Zirkulation konstant falls die Strömung reibungsfrei ist und die Dichte nur vom Druck abhängt.
Wie lautet das Gesetz von Biot-Savart?
Was passiert, wenn ein Rauchring sich senkrecht einer Wand nähert? Und was passiert, wenn er über einen Kegel geblasen wird?
Da gemäß des 2. Helmholtzschen Wirbelsatzes ein Wirbel aus immer den selben Partikeln besteht, gilt die Massen- bzw. bei inkompressiblen Fluiden die Volumenerhaltung. Der Torus wird also kleiner, während der Durchmesser des Rings sich vergrößert. In der Realität würde bedingt durch Reibung der Ring irgendwann reißen.
Was bedeutet für eine Strömung der Begriff „drehungsfrei“ sowohl mathematisch und anschaulich?
𝑟𝑜𝑡 𝑣 = 0
Wenn man ein kleines Objekt in der Strömung platziert, erfährt es eine rein translatorische Bewegung und fängt sich nicht an um seine eigene Achse zu drehen:
Zeichnen Sie eine überexpandierte Düse mit 2 Machscheiben
Skizzieren Sie eine drehungsbehaftete sowie eine drehungsfreie Strömung.
Durch welche beiden Grenzen ist die Neigung eines schrägen Verdichtungsstoßes bei gegebener Vorstoßmachzahl begrenzt?
Benennen und erklären Sie die beiden verschiedenen Arten der Stoßreflektion
Reguläre Reflexion:
Erklärung:
Erster Stoß lenkt Strömung um, bei Auftreffen auf die Wand wird wieder umgelenkt, daher wieder ein Stoß. Genaugenommen keine Reflexion (z.B. da Einfallswinkel ≠ Ausfallswinkel).
Machreflexion:
Sinkt die Anströmmachzahl so sehr, dass der Umlenkwinkel zu groß für einen anliegenden schrägen Stoß ist, so löst sich dieser ab und ein starker gekrümmter Stoß entsteht zwischen 1 und 3. Es entsteht eine Entropietrennschicht nach dem Tripelpunkt.
Erklären Sie das Zustandekommen der Entropieschicht bei der Machreflektion.
Was gilt für die Strömungsgrößen oberhalb und unterhalb der Entropieschicht?
Was versteht man unter einer Prandtl-Meyer-Expansion
Durch Expansion wird machzahl erhöht, Druck, Dichte und Temperatur nehmen ab
Kochrezept Prandtl-Meyer-Expansion
Setzt man die Schrägstoßbeziehungen und die Prandtl-Meyer-Theorie gleichzeitig an, so spricht man von der Stoß-Expansions-Theorie.
Mit ihr lässt sich zB die Aerodynamik eines Profils in Überschallströmung berechnen, wobei man mit Ausnahme des reibungsbedingten Widerstandes alle charakteristischen Größen wie Auftrieb, Druckwiderstand, Druckpunkt und Nickmoment erhalten kann
Wellenbild für eine angestellte, ebene Platte
Due Strömung durch eine Düse befinde sich im kritischen Zustand. Wie lässt sich der Massendurchsatz erhöhen?
Erhöhung des Kesseldruckes
Erhöhung der Kesseltemperatur
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