Strömungsmechanik - schon mal gehört?
Unser Titelbild zeigt eine Kármánsche Wirbelstraßenach dem ungarisch-amerikanischen Physiker von Kármán, 1881-1963.
Dieses Phänomen ist in der Strömungsmechanik zu beobachten, wenn z.B. eine Platte mit einer Reynoldszahldimensionslose Kennzahl des Turbulenzgrades, nach dem britischen Physiker Reynolds, 1842-1912 um 100 umströmt wird.
Hier entstehen wechselseitig ablösende Wirbel, die zu Druckschwankungen führen.
Diese können so stark sein, dass sie (ohne entsprechende Gegenmaßnahmen) eine Brücke zum Einsturz bringen können.
So ist es bei der Tacoma Brücke im Jahr 1940 passiert.
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Die Strömungsmechanikauch Fluiddynamik, Strömungslehre oder Strömungstechnik ist ein Teilgebiet der Physik und behandelt die Gesetzmäßigkeiten aller fließenden Stoffe, d.h. Flüssigkeiten und Gaseauch Fluide. Die Luft, die uns umgibt, das Wasser der Meere, das Blut in unseren Körpern. Dies alles ist ohne Strömungsmechanik undenkbar. Aus diesen Beispielen wird deutlich, dass Körper im Allgemeinen umströmt (z.B. in der Aerodynamik) oder durchströmt (z.B. bei Rohren) werden.
Strömungsmaschinen wiederum bilden ein Teilgebiet der Strömungsmechanik. In diesen wird hydraulische LeistungPhydr = Volumenstrom ∙ Druckdifferenz in mechanischePmech = Drehmoment ∙ Drehwinkelgeschwindigkeit umgewandelt und umgekehrt. Wird Fluiden Energie zugeführt (z.B. um Wasser durch einen Schlauch zu pumpen) spricht man von Arbeitsmaschinenz.B. Pumpen, Ventilatoren. Das obige Bild zeigt die Verdichterseite eines Turboladers, hier wird, wie vermutet werden kann, (Ansaug-)Luft verdichtet. Kraftmaschinenz.B. Turbinen, Windräder hingegen entziehen dem Fluid Energie (z.B. um in Kraftwerken mittels Generatoren Strom zu erzeugen). Die Güte der Energieumwandlung ist als Wirkungsgradη(griech.: eta) = Phydr / Pmech (für Arbeitsmaschinen) definiert. Dieser wird üblicherweise in % angegeben und je höher dieser Wert ist, desto weniger Verluste treten in der Maschine auf.
Strömungsmechanik bzw. ‑maschinen finden Sie in allen Bereichen des täglichen Lebens.
Dies können Sie nachfolgend anhand einiger Beispiele feststellen.
Je nachdem welche / wie viele Aspekte Sie betrachten, gehen die Bereiche ineinander über, da Maschinen / Geräte normalerweise aus mehreren Bauteilen /-gruppen bestehen:
Somit kommen garantiert auch Sie täglich mit der Strömungsmechanik in Berührung. Und spätestens jetzt wissen Sie, dass Strömungsmechanik nichts mit (elektrischem) Strom zu tun hat… Jedenfalls nicht direkt.
Der Tätigkeitsbereich unseres Ingenieurbüros beschränkt sich nicht nur auf die Strömungsmechanik, sondern umfasst auch periphere Gebiete wie die Strukturmechanikz.B. FEM Topologie-Optimierung (siehe nebenstehende Animation), Thermodynamik und Elektromagnetik. Berechnungen bzw. Simulationen ermöglichen es uns, effiziente und nachhaltige Produkte zu entwickeln bzw. zu optimieren. Ziel sollte es sein, mittels des sogenannten Digitalen Zwillings das Produkt vollumfänglich virtuell abzubilden. Auf diese Weise kann die Entwicklungszeit deutlich verkürzt und die Prototypen Anzahl reduziert werden. Wir möchten betonen, dass die Simulation lediglich ein Werkzeug darstellt, um das Design abzusichern bzw. Detailoptimierungen vorzunehmen. Die kreative Lösungsfindung basiert auf der Ingeniosität und Kompetenz des Menschen, der vor dem Computer sitzt. Mit unserer langjährigen Erfahrung, unterstützen wir Sie ebenfalls bei der Prototypenbeschaffung /‑erprobung. Zusammengefasst: Unser Fokus liegt auf der Vorentwicklung / Optimierung innovativer Produkte mittels modernster Simulationsmethoden, von der Konzeptphase bis zur Nullserie.
Weitere Informationen bzgl. unserer Dienstleistungen, Qualifikationen und Fähigkeiten, können Sie unserem Dienstleistungsangebot entnehmen. Kontaktieren Sie uns direkt und nutzen Ihre Chance auf Ihre kostenfreie Erstberatung! Anhand Ihrer spezifischen Aufgaben-/ Fragestellung erläutern wir Ihnen gerne mögliche Potenziale.
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