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Molekulare Gasdyamik: Einfuerung in die kinetische Theorie der Gase und Lattice-Boltzmann-Methoden

Dieter Hänel

The text book in german is an introduction into the kinetic theory of gases with an extension to the lattice-Boltzmann method. The book is written for graduate students in engineering science, aerospace science or physics.

Bookcover

Format: Hardcover, German, 223 pages
ISBN: 3540442472
Publisher: Springer Verlag Berlin, Heidelberg
Pub. Date: 2004
Edition: 1

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Book Description

The text book in german language on ''Molekulare Gasdynamik'' is in essential an introduction into the wide field of kinetic theory of gases with an extension to the lattice-Boltzmann method considered as one of the numerical solution concept for the Boltzmann equation. The book is written for graduate students in engineering science, aerospace science or physics. Thus the mathematical requirements to the reader, usual high in kinetic theory, were reduced so far as possible.

Die kinetische Theorie beschreibt Eigenschaften eines Gases bei der mikroskopischen Bewegung von Atomen und Molekülen, woraus alle strömungsrelevanten, makroskopischen Größen ermittelt werden können. Sie ermöglicht ein tieferes Verständnis für die Ansätze der Kontinuumsmechanik und bietet die einzige Möglichkeit, Phänomene bei stärkeren Abweichungen vom thermodynamischen Gleichgewicht zu erklären und quantitativ zu bestimmen. Dieses Buch bietet eine verständliche und gut gegliederte Einführung in die molekulare Gasdynamik, es zeigt Lösungsmöglichkeiten und Anwendungen aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht. Ausgehend von einfachsten mikroskopischen Modellen über die Gleichgewichtsverteilung nach Maxwell bis hin zur Boltzmann-Gleichung, werden klassische Ansätze aus Strömungsmechanik und Thermodynamik hergeleitet und interpretiert. Daneben zeigt das Buch aktuelle Trends, z.B. in der numerischen Methodenentwicklung. Wichtige gaskinetische Simulationsverfahren werden vorgestellt, allen voran die Lattice-Boltzmann-Methoden, die als neue und effiziente Verfahren in der numerischen Strömungsmechanik breite Verwendung finden. Das Buch eignet sich als Lehrbuch in den Ingenieur- und Naturwissenschaften und dient den Ingenieuren in Luft- und Raumfahrt und in der Verfahrenstechnik als wichtige Grundlage. Der Autor ist Professor an der Universität Duisburg-Essen und hat langjährige Lehr- und Forschungserfahrung auf dem Gebiet der Strömungsmechanik.



Table of Contents

1 Einführung in die molekulare Gasdynamik  
  (Introduction to molecular gasdynamics)  
2 Elementare Gaskinetik  
  (Elementary gas kinetics)  
3 Verteilungsfunktion und makroskopische Grössen  
  (Distribution function and macroscopic quantities)  
4 Kinetische Theorie für Gleichgewicht  
  (Kinetic theory at equilibrium)  
5 Boltzmann-Gleichung  
  (Boltzmann equation)  
6 Boltzmann-Gleichung für Gasgemische  
  (Boltzmann equation for gas mixtures)  
7 Strömungen im Nichtgleichgewicht  
  (Flows at non-equilibrium)  
8 Numerische Verfahren zur Lösung der Boltzmann-Gleichung  
  (Numerical methods for solving the Boltzmann equation}  
9 Lattice-Boltzmann-Methoden  

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