Resistenza idro- ed aerodinamica. (Q2610789)

Das Werk gibt eine umfassende Gesamtdarstellung unserer praktischen und theoretischen Erkenntnisse über Natur und Gesetzmäßigkeiten des Widerstandes, den starre Körper in Flüssigkeiten erfahren, zugleich mit dem Ziel der Vereinheitlichung der theoretischen Ansätze. Das Buch beschränkt sich auf den einer Translationsbewegung entgegenwirkenden Widerstand und sieht von den Momenten, die einer Drehbewegung entgegenwirken, ab. Aber auch in dieser Beschränkung gibt das Werk in seiner Gründlichkeit, der ständigen Verzahnung von Theorie und Erfahrung und der gelegentlichen Abrundung bisheriger Ergebnisse einen zuverlässigen Führer durch das schwierige Gebiet. Die ersten Kapitel bringen eine Einführung in die Hydrodynamik. Physikalische Natur der Flüssigkeiten, Unmöglichkeit der allgemeinen Annäherung einer physikalischen Flüssigkeit durch eine ideale, dimensionslose charakteristische Parameter (\textit{Weber}sche, \textit{Reynolds}sche, \textit{Froude}sche usw. Zahl), Statik und Dynamik der idealen und zähen Flüssigkeiten, die Bewegungsgleichungen in ausführlicher und verkürzter Form, die \textit{Euler}schen Strömungen (d. s. solche, deren Geschwindigkeitspotential im Strömungsgebiet eindeutig regulär ist und die asymptotisch zu einer Translationsströmung werden), zähe Strömungen nach \textit{Stokes, Lamb} und \textit{Oseen}, Theorie und Praxis der Wirbel in idealen und zähen Flüssigkeiten, Wirbelfäden, -straßen und -schichten, zirkulierende Strömungen. Das eigentliche Widerstandsproblem besteht in der Berechnung der Resultanten der Kräfte, die eine Translationsströmung auf ein starres Profil ausübt. Nach dem verallgemeinerten \textit{d'Alembert}schen Paradoxon ist der Widerstand bei idealen und zähen Flüssigkeiten Null, wenn die Regularitäts- und asymptotischen Bedingungen der \textit{Euler}schen Strömungen erfüllt sind. Bei einer idealen Flüssigkeit kann man nur im ebenen Falle die Regularität beibehalten und durch Fallenlassen der asymptotischen Bedingungen einen Widerstand errechnen; man kommt so zu den zirkulierenden asymptotischen Translationsströmungen und dem \textit{Kutta-Joukowski}schen Satz. In jedem andern Falle muß man die Regularität opfern, um einen Widerstand zu erhalten. Dies führt zur Besprechung des \textit{Helmholtz}schen Schemas der Diskontinuitätsflächen, des Widerstandsbeitrages von Ecken am Profil, von Wirbeln und Quellen im Strömungsgebiet, der \textit{Kárman}schen Wirbelstraße und der \textit{Prandtl}schen Theorie des endlichen Tragflügels. Alle diese Gegenstände sind mit zahlreichen Beispielen und Erfahrungsdaten belegt. Nur für große \textit{Reynolds}sche Zahlen kann eine ideale Flüssigkeit als Näherung einer zähen angewandt werden, und auch dies nur außerhalb einer Profil und Singularitäten umschließenden \textit{Prandtl}schen Grenzschicht, deren Studium der nächste Abschnitt gewidmet ist. Dabei muß man zwischen der laminaren und turbulenten Strömung unterscheiden. Der Gesamtwiderstand setzt sich aus dem Reibungswiderstand der Grenzschicht und dem Widerstand der aus dieser sich ablösenden Wirbelstraße zusammen. Für kleine \textit{Reynolds}sche Zahlen muß hingegen die Zähigkeit durchgehend berücksichtigt werden; man kennt die \textit{Stokes}sche Näherung für den Widerstand einer Kugel, ihre Verschärfung durch \textit{Lamb} und \textit{Oseen} und ihre Verallgemeinerung für andere Körper; der Geltungsbereich dieser Lösungen wird kritisch scharf umrissen. Nähern sich die Geschwindigkeiten der des Schalles, so muß auch die Kompressibilität in Ansatz gebracht werden, und bei Überschallgeschwindigkeiten tritt zum Widerstand der Wirbelstraße noch der Wellenwiderstand hinzu, der in Rücksicht auf seine ballistische Bedeutung eine ausführliche Behandlung erfährt. Das Schlußkapitel und ein Anhang sind den praktischen Meßverfahren und den Ergebnissen der Widerstandsmessungen in Röhren und Kanälen, den Widerstandszahlen der Fahrzeuge, Schiffe usw. gewidmet. Das Schrifttum ist bis zu den neuesten Arbeiten weitgehend verarbeitet und zitiert.