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21. Oktober 2024

B2.2 Kompressible und Inkompressible Strömungen

Auch bei extremen Wetterereignissen wie zum Beispiel tropischen Wirbelstürmen liegen die auftretenden Windgeschwindigkeiten in der Regel deutlich unter der Schallgeschwindigkeit. Damit wird die vereinfachende Annahme einer inkompressiblen Flüssigkeit in den meisten Simulationen rechtfertigt. In der Literatur ist ersichtlich, dass der Einfluss der Zusammendrückbarkeit auf relevante Kenngrößen wie den Strömungswiderstandsbeiwert lediglich in einer Größenordnung von einigen Prozent liegt und daher für viele praktische Anwendungen vernachlässigt werden kann. Gleiches gilt für thermisch induzierte Strömungen mit kleinen Dichtedifferenzen, bei denen die Annahme einer Inkompressibilität ebenfalls gerechtfertigt bleibt.

Diese Vereinfachung hat jedoch Grenzen: Bei sehr hohen Geschwindigkeiten oder bei der Simulation von Druckwellen, wie sie z. B. bei Explosionen auftreten, ist die Annahme einer inkompressiblen Strömung nicht mehr gültig. Hier müssen komplexere Modelle verwendet werden, die die Zusammendrückbarkeit der Flüssigkeit' berücksichtigen, um genaue Ergebnisse zu erzielen.

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