Karl Bühler

Dynamical Behaviour of Taylor Vortices with Superimposed Axial Flow

We present theoretical and experimental results on the stability and time-behaviour of instabilities in circular Couette flow with superimposed axial flow. Linear stability theory is used within the small gap approximation to explain the stability and dynamics of the instabilities in form of ring and spiral vortices. Ring vortices can travel only in the direction of throughflow. In contrast, spiral vortices can be obtained either in a steady state or time — dependent travelling in the direction or in opposite direction of the throughflow. The travelling direction depends on the ratio of the Taylor number to the throughflow Reynolds number. With throughflow as an initial condition a new secondary instability is found at high Taylor numbers.

Taylor Vortex Flow with Superimposed Radial Mass Flux

The Taylor vortex flow is considered between two concentric porous cylinders. This offers the possibility to superimpose a radial mass flux on the Taylor vortices. We investigate the influence of the radial mass flux analytically within the linear stability theory, based on the small gap approximation.

Gleichzeitiger Viskositäts- und Kompressibilitätseinfluß

In diesem Kapitel werden Kompressibilitat und Reibung in einfacher Form gleichzeitig berucksichtigt. Wir benutzen ein Modell, bei dem die Reibung allein im Impulssatz uber die Wandschubspannung τw = (λ/4)(ϱ/2)w 2 eingeht. Fur die Widerstandszahl λ gilt hierin im allgemeinen

Hydro- und Aerostatik

{\rm{\lambda }}\,{\rm{ = }}\,f\,{\rm{(}}Re{\rm{,}}\,M{\rm{),}}\,\,\,\,\,Re\,{\rm{ = }}\,\frac{{w{d_{\rm{h}}}}}{v}\,{\rm{ = }}\,\frac{{\varrho w\, \cdot \,{\rm{4}}A}}{{\eta U}}{\rm{.}}

Einleitung, Überblick und Grundlagen

(4.1) d h = 4A/U bezeichnet den hydraulischen Durchmesser des Rohres.

Hydrodynamik: Inkompressible Strömungen mit und ohne Viskositätseinfluß

We herein present a topology design method based on local optimality criteria which has been implemented in an open source Navier-Stokes solver for turbulent flows. Our method aims for the fast generation of geometry proposals in the early conceptual phase. To the best of our knowledge, this is the first local criteria approach utilizing a wall function turbulence model in order to consider turbulent flows. In order to allow for the growth as well as the shrinkage, or even the formation or disappearance of structural features, a topological approach is chosen. By introducing a volume fraction parameter, we distinguish between fluid and solid properties in each control volume. The fluid-solid interface is represented by an immersed boundary method using a piecewise linear surface reconstruction.

Energetische Betrachtungen zum Rayleigh‐Stokes Problem

Die Hydro- und Aerostatik behandelt die Zustandsgrosen bei fehlender Bewegung. Der Druck p wird durch eine Kraftebilanz fur Newtonsche Fluide als skalare Grose nachgewiesen. Der Flussigkeitsdruck in Kraftfeldern wird mit der hydrostatischen Grundgleichung fur das Schwere- und Zentrifugalkraftfeld hergeleitet. In der Atmosphare liegt ein geschichtetes Medium vor. Die Druck- und Dichteverteilungen werden hergeleitet und fur die Troposphare und Stratosphare diskutiert.

Das Ingenieurwissen: Technische Mechanik

Der molekulare Aufbau und die daraus resultierende Mikrostruktur ist fur die makroskopischen Eigenschaften der Stromungsmedien von zentraler Bedeutung. Die Aggregatzustande von Gas, Flussigkeit und fester Korper werden anhand des molekularen Aufbaues erlautert. Der Widerstand gegen Formanderungen durch Elastizitat und Viskositat wird an den Beispielen der festen elastischen Korper und der Fluide aufgezeigt und durch die rheologischen Ersatzmodelle erlautert.