Molekulare Gasdynamik
Einführung in die kinetische Theorie der Gase und Lattice-Boltzmann-Methoden
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Die kinetische Theorie beschreibt die Eigenschaften von Gasen durch die mikroskopische Bewegung von Atomen und Molekülen, was die Bestimmung makroskopischer Größen ermöglicht. Sie bietet ein vertieftes Verständnis der Kontinuumsmechanik und ist entscheidend für die Erklärung und quantitative Analyse von Phänomenen bei Abweichungen vom thermodynamischen Gleichgewicht. Diese Einführung in die molekulare Gasdynamik ist klar strukturiert und zeigt ingenieurwissenschaftliche Anwendungen und Lösungsmöglichkeiten. Beginnend mit einfachen mikroskopischen Modellen und der Gleichgewichtsverteilung nach Maxwell bis zur Boltzmann-Gleichung, werden klassische Ansätze der Strömungsmechanik und Thermodynamik hergeleitet und interpretiert. Zudem werden aktuelle Trends, insbesondere in der Entwicklung numerischer Methoden, behandelt. Wichtige gaskinetische Simulationsverfahren, insbesondere die Lattice-Boltzmann-Methoden, werden vorgestellt, da sie in der numerischen Strömungsmechanik zunehmend Anwendung finden. Das Werk eignet sich als Lehrbuch für Ingenieur- und Naturwissenschaften und ist eine bedeutende Grundlage für Ingenieure in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verfahrenstechnik. Der Autor, Professor an der Universität Duisburg-Essen, bringt umfangreiche Lehr- und Forschungserfahrung in der Strömungsmechanik mit.