Paradoxon

Das hydrodynamische- aerodynamische Paradoxon

In der Aerodynamik und Hydrodynamik, der Lehre von der strömenden Luft bzw. vom strömenden Wasser, werden beide Medien im Gegensatz zu festen Körpern als Flüssigkeiten behandelt.

 

 

 

 

 

 

(a) In starker Strömung ankern zwei Boote nebeneinander. Bei oberflächlicher Betrachtung könnte man meinen, dass die Wasserströmung die Boote eher auseinander drückt. In Wirklichkeit bewegen sie sich aufeinander zu – umso heftiger, je näher sie sich kommen.
(b) Bläst man in den Trichter, so wird die Papiertüte (Tischtennisball) nicht weggeblasen, sondern in den Trichter gezogen und dort festgehalten.

Aus dieser Abbildung kann man erkennen, dass die Auswirkungen eines starken Windes an einem flach geneigten Dach wesentlich größere Schäden anrichten können, als an einem
Dach mit steiler Neigung.

Die Erklärung für dieses Paradoxon lässt sich wie folgt durch zwei Aussagen beschreiben:
– Je enger die Stromliniendichte ist, desto größer ist der Betrag der Strömungs- geschwindigkeit ϑ. Die Richtung der Stromlinien gibt die Richtung der Strömungs-geschwindigkeit an.
– Der Druck in einer stationär strömenden, schwerelosen Flüssigkeit ist umso kleiner, je größer die Strömungsgeschwindigkeit ist.

Große Stromliniendichte bedeutet hohe Geschwindigkeit und kleinen Druck.
Anmerkung 1: ‘stationär’ – Stromlinienbilder stationärer Strömungen ändern sich im Laufe der Zeit nicht. Im Gegensatz zur ‘turbulenten’ Strömung. Diese zeigt Wirbel.
Anmerkung 2: ‘schwerelos’ – Da die Schwerkraft und die Kompressibilität der Gase bei vielen Strömungen nur geringen Einfluss haben, spricht man idealisiert von schwerelosen und inkompressiblen Flüssigkeiten und Gasen.

Die Ursache für das oben beschriebene hydrodynamische Paradoxon liegt also im starken Unterdruck, der als Folge einer Verringerung des Strömungsquerschnittes der Luftströmungen auftritt.

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