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2026-03-16T19:31:50Z

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[[Datei:Slow motion video of waterdrops falling into yellow coloured water V2.webm|thumbtime=0:03|mini|hochkant|Zeitlupenaufnahme von gefärbten Wassertropfen, die aus etwa 3 m Höhe auf eine flache Wasserlache treffen. Die resultierende Bewegung des Wassers ist ein Beispiel für Fluiddynamik.]]
Die '''Fluiddynamik''' ist ein Teilgebiet der [[Strömungsmechanik|Strömungslehre]] und beschäftigt sich mit bewegten [[Fluid]]en ([[Flüssigkeit]]en und [[Gas]]en). Teilgebiet für Gase ist die [[Aerodynamik]] und [[Gasdynamik]], für Flüssigkeiten die '''Hydrodynamik'''. Untersucht werden zum Beispiel [[Laminare Strömung|laminare]] und [[turbulente Strömung]]en in [[Gerinne]]n, Drücke an umströmten Körpern sowie Bewegungen und Kraftverhältnisse in [[Pipeline|Druckleitungen]]. Die [[Fluidstatik]] dagegen befasst sich mit unbewegten Fluiden und wird eingeteilt in die [[Hydrostatik]] (Flüssigkeiten) und die [[Aerostatik]] (Gase).

Die grundlegende Gleichung der Hydrodynamik ist die [[Kontinuitätsgleichung]]:

:<math>\frac{\partial \rho}{\partial t} + \operatorname{div} \left(\rho \vec v \right) = 0</math>

mit der [[Massendichte]] <math>\rho</math> und dem Geschwindigkeitsvektor <math>\vec v</math>.

Diese Gleichung sagt unter anderem aus, dass der [[Massenstrom]] durch eine Fläche stets gleich ist. Anschaulich lässt sich dies so erklären: man leite in einen Schlauch Wasser ein. Damit er nicht platzt, weil sich darin Wasser anstaut, muss die gleiche Menge Wasser am Ende des Schlauchs herauskommen, wie hineinfließt. Wird der Schlauch an einer Stelle verengt, so muss immer noch die gleiche Menge Wasser am Ende herauskommen. Dies bedeutet, dass das Wasser (bei vernachlässigbarer Kompressibilität) im engeren Schlauchstück schneller fließen muss als im weiteren.

Im Allgemeinen wird die Bewegung eines Fluids durch die [[Navier-Stokes-Gleichungen]] beschrieben. Im Falle kleiner [[Viskosität]] und damit hoher [[Reynolds-Zahl]] können [[Reibung]]seffekte vernachlässigt werden und als [[Bewegungsgleichung]] des Fluids gilt in guter Näherung die [[Euler-Gleichungen (Strömungsmechanik)|Euler-Gleichung]]:

:<math>\frac{\partial \vec v}{\partial t} + \left(\vec v\cdot\nabla\right) \vec v = -\frac{\nabla p}{\rho}</math>

Diese setzt die Geschwindigkeitsänderung des Fluids an einem Ort mit dem in der Umgebung herrschenden [[Druck (Physik)|Druck]] <math>p</math> in Verbindung. Häufig wird die Euler-Gleichung für die Berechnung bewegter Gase verwendet, während bei der Berechnung bewegter Flüssigkeiten meist die Navier-Stokes-Gleichungen verwendet werden.

== Siehe auch ==
* [[Hochenergiedichtephysik]]
* [[Bernoulli-Gleichung|Strömung nach Bernoulli und Venturi]]
* [[Strahlungstransport]]
* [[Wärmeübertragung|Wärmetransport]]

== Literatur ==

* {{Literatur |Autor= |Titel=Handbook of Fluid Dynamics |Hrsg=Victor L. Streeter |Verlag=McGraw-Hill Book Company |Ort=New York |Datum=1961 |Sprache=en |Online=https://archive.org/details/handbookoffluidd0000unse/page/n5/mode/2up}}
* {{Literatur |Autor=[[Lew Dawidowitsch Landau|L. D. Landau]], [[Jewgeni Michailowitsch Lifschiz|E. M. Lifschitz]] |Titel=Hydrodynamik |Auflage=Korrigierter Nachdruck der 5., überarbeiteten Auflage 1991 |Verlag=Verlag Europa-Lehrmittel |Ort=Haan-Gruiten |Datum=2014 |Reihe=Lehrbuch der theoretischen Physik |BandReihe=6 |ISBN=978-3-8085-5554-5}}
* {{Literatur |Autor=L.D. Landau, E.M. Lifshitz |Titel=Fluid Mechanics |Auflage=2nd |Verlag=Pergamon |Ort=Oxford |Datum=1987 |Sprache=en |Reihe=Course of Theoretical Physics |BandReihe=6 |Online=https://archive.org/details/landau-and-lifshitz-physics-textbooks-series/Vol%206%20-%20Landau%2C%20Lifshitz%20-%20Fluid%20mechanics%20%282nd%20ed%2C%201987%29/}}
* {{Literatur |Autor=Achim Feldmeier |Titel=Theoretical Fluid Dynamics |Verlag=Springer International Publishing |Ort=Cham |Datum=2019 |Sprache=en |Reihe=Theoretical and Mathematical Physics |ISBN=978-3-030-31021-9 |DOI=10.1007/978-3-030-31022-6}}
* {{Literatur |Autor=Dale A. Anderson et al. |Titel=Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer |Auflage=4. |Verlag=CRC Press |Ort=Boca Raton, FL |Datum=2020 |Sprache=en |ISBN=978-1-351-12402-7 |DOI=10.1201/9781351124027}}
* {{Literatur |Autor=Georg Wolschin |Titel=Hydrodynamik |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2021 |ISBN=978-3-662-64143-9 |DOI=10.1007/978-3-662-64144-6}}
* {{Literatur |Autor=Franz Durst |Titel=Fluid Mechanics: An Introduction to the Theory of Fluid Flows |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2022 |Sprache=en |Reihe=Graduate Texts in Physics |ISBN=978-3-662-63913-9 |DOI=10.1007/978-3-662-63915-3}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=1172567794}}

[[Kategorie:Strömungsmechanik]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]
[[Kategorie:Physikalisches Fachgebiet]]

Fluiddynamik - Versionsgeschichte

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