Ludwigsburg 1999 – wissenschaftliches Programm

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DD: Didaktik der Physik

DD 11: Sonstiges 2

DD 11.5: Vortrag

Mittwoch, 10. März 1999, 15:40–16:00, L 245

Impulsströme in strömenden Flüssigkeiten — •P. Schmidt, H. Hauptmann und F. Herrmann — Abteilung für Didaktik der Physik, Universität, 76128 Karlsruhe

Was man in der Strömungslehre kurz ein „Stromlinienbild“ nennt, ist das Stromlinienbild der extensiven Größe Masse. Es bringt das zum Ausdruck, was man mathematisch mit der Kontinuitätsgleichung für die Masse beschreibt. Nun gibt es aber auch zu jeder anderen extensiven Größe eine Kontinuitätsgleichung, und es lässt sich entsprechend ein Stromlinienbild zeichnen. Am interessantesten, und informationsreicher als das Massenstromlinienbild, ist das Stromlinienbild für den Impuls. Die Kontinuitätsgleichung für die Impulsströmung ist unter dem Namen Navier-Stokes-Gleichung bekannt.

Es wird gezeigt, dass die Navier-Stokes-Gleichung eine Zerlegung des Impulsstroms in drei Beiträge nahelegt: einen konvektiven, einen dissipativen und einen, der gar keinen Antrieb braucht - eine Art Suprastrom also. Es ist nun zweckmäßig, die Impulsstromlinien für die drei Anteile einzeln zu zeichnen, da man auf diese Art viel Information über die Flüssigkeitsströmung auf übersichtliche Art darstellen kann.

Das Verfahren wird an einem einfachen Beispiel erläutert.