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Alt 19.06.18, 00:54
freshNfunky freshNfunky ist offline
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Standard AW: Fraktale Aerodynamik - Eine neue Theorie zur Beschreibung des Mythos der Strömung

Hi Bernhard,

um es mal in Luthers Worten zu sagen: „hier stehe ich und kann nicht anders“. Und nein ich mache das nicht kommerziell, sondern der schicke Look hat nur was mit meinem beruflichen Background zu tun (wie im Intro bereits erklärt).

Ich danke Dir auch dass du diese neuen und sehr interessanten Fragen aufwirfst, die ich an dieser Stelle gern beantworten möchte.

Es mag zunächst irritieren dass ich hier eine Art „verriss“ (wenn du es so drastisch nennen magst) der strömungstechnischen Grundlagen mache. Möglich auch, warum da bei vielen da bereits die Schere im Kopf zuschlägt und sie sich gar nicht weiter damit befassen. Dabei sticht der Widerspruch so gravierend und offensichtlich ins Auge wie ein nackter Kaiser mit (angeblich) neuen Kleidern.

(zu deiner Frage wegen den Auftriebs- und Widerstandsbeiwerten gehe ich evtl. später ein. Die haben an diesem Punkt aber noch gar keine technische Relevanz - daher. Und sofern es Dich interessiert. Es werden in anderen Videos meines Kanals/Homepage Messungen zu dynamischen Profilen publiziert, die damit zusammen hängen)
http://www.felixschaller.com/index.p...ews/89-aniprop
http://www.felixschaller.com/index.p...easurements-01

Zentrale These des Verriss‘ ist, dass diese „Gesetze“ allen Ernstes behaupten, es gäbe Beschleunigung ohne Gegenkraft. Da dreht sich der Newton im Grabe rum.

Zur Erklärung:
statischer Druck ist nichts anderes als ein statisches Kräftesystem (nur ohne Vektor). Mal bitte kurz ausklammern was man gerne durch statische Drucksonden in Rohrströmungen oder an Flügelprofilen zu messen meint – da gibt es nämlich einen Haken an der Sache. Dazu bitte auch alle anderen experimentelle Untersuchungen gedanklich an dieser stelle einmal ebenfalls ausklammern. Ihre Effekte werden teilweise falsch interpretiert, weil eben ein falsches Modell zu Grunde liegt.
Also an dieser Stelle bitte erst mal rein mechanisch und mathematisch denken. Gravitation ist ebenso zu vernachlässigen - weil erst bei kompressibler Strömung relevant.


Schritt 1.) Zunächst gehen wir mal von einem inkompressiblen Fluid aus (in dem Volumenerhaltung gilt und Dichte konstant), das aus der Ruhe heraus beschleunigt wird. So stellt sich die Frage: wie aber kann es innerhalb eines statischen Kräftesystems Bereiche mit niedriger statischer Kraft geben – nur weil das Fluidsystem irgendwo einen geringeren Querschnitt aufweist? Die Summe aller statischer Kräfte muss in einem mechanischen System immer Null sein. Woher begründet sich mechanisch ein Defizit an statischen Kräften, wie er in der potentialtheorie postuliert wird? Gibt es nicht, weil dann funktionieren alle mechanischen Systeme nicht mehr.

Schritt 2.) wie soll das Fluid in Bewegung versetzt werden? Beschleunigung setzt ein unausgeglichenes statisches Kräftesystem voraus (->Dynamik). Den Kräfteausgleich stellt die Trägheitskraft (F=m*a) an jedem einzelnen beschleunigten Massenpunkt her.

Wenn ich das Gesamtsystem beschleunige, greift die Trägheit zunächst überall an. Ab dem Punkt an dem das Gesamtsystem mit einer konstanten Geschwindigkeit strömt, wird nur noch an den Stellen an denen sich der Querschnitt ändert Beschleunigungsarbeit geleistet. Damit sich aber eine Änderung der Beschleunigung ergeben kann muss logischerweise der Druck abfallen, damit er durch die Trägheitskraft ausgeglichen werden kann. Es gibt aber nach der These der Potentialtheorie keine Möglichkeit den statischen Druck im engeren Querschnittsbereich mechanisch abzusenken damit die Trägheitskraft angesetzt werden kann. So eine „Lücke“ an statischen Kräften ist mechanisch nicht herstellbar ohne die newtonschen Axiome zu verletzen.

Man täuscht sich gern mit der Annahme, dass man die Gegenkraft die zur Beschleunigung durch die Engstelle notwendig ist, ja am Ende bei der Entschleunigung wieder bekommt. Und somit diese Energie für den Zeitraum ja nur geliehen ist.

In der Potentialtheorie wird diese magische Energie gern als „virtuelle Energie“ bezeichnet.
Der Druck muss daher ein „Potential“ haben, denn die kinetische Energie ist ja bekanntlich im Quadrat (v2^2 - v1^2) höher wie die Geschwindigkeiten sich vor (v1) und in der Engstelle (v2) unterscheiden. Weil die Energie daher nicht aus dem Massenimpuls kommen kann ist der statische Druck das Energiepotential der Wahl.
Eine Kraft (oder Druck) einem Potential gleichzusetzen ist ja auch sehr gewagt und leider ein Fehler. Statische Kräfte werden in der Mechanik nur virtuell modelliert, da sie quasi jegliche Größe haben können. Es braucht nur die entsprechende Gegenkraft.
Ein inkompressibles Fluid ist daher ein reines Kraftübertragssystem - wie bei alle hydraulischen Maschinen. Die Arbeit bzw. Energie leistet die Hydraulik-Pumpe nicht das Fluid.

Ein inkompressibles Fluid-System kann daher intern gar keine Energie besitzen. Ich kann daher auch keine „virtuelle Energie“ kurz mal ausleihen.

Schritt 3.) Da ein inkompressibles Fluid intern keine Energie besitzen kann ist zur Beschleunigung durch eine Engstelle ein absoluter Druckabfall nötig. Die Arbeit der Beschleunigung muss von außen zugeführt werden (einer Pumpe, Kolben etc.)

Schritt 4.) Und hier kommt der entscheidende Punkt: Nachdem nun das Fluid die Engstelle passiert hat und sich der Querschnitt wieder auf das ursprünglichen Durchmesser ansteigt, erwartet man ja gemäß der Energie- und Massenerhaltung eine Entschleunigung der Strömung und Rückgewinnung der kinetischen Energie zur Widerherstellung des Drucks. Aber genau das passiert nicht – und trotzdem ist eine schlüssige Lösung möglich, wie ich nachfolgend zeigen werde – Da wie in Schritt 2 erklärt Massenbeschleunigung ein unausgeglichenes statisches Kräfte(gesamt)System voraussetzt, muss dieser im System weiter bestehen bleiben. (anm. an dieser Stelle: statische Drucksonden messen einen Trägheitseffekt und nicht den realen (statischen) Druck. Habe ich auch ein Modell dazu)
Wie aber lässt sich damit eine Massen und Energieerhaltung herleiten, wenn doch die Strömungsgeschwindigkeit bei Massenerhaltung abfallen muss? Und hier liegt wieder ein Denkfehler. Wer sagt denn, dass sie es muss? Ja genau. Eine Entschleunigung der Strömung findet de facto nämlich nicht statt. Und trotzdem ist Massenerhaltung möglich. Nämlich durch Drehimpulserhaltung. Die kinetische Energie wird in einen Drehimpuls umgewandelt. So bewegen sich die einzelnen Teile immer noch mit derselben Geschwindigkeit weiter, jedoch nun um ein Attraktor-Potential, das sich mit alter Transportgeschwindigkeit (v1) wie vor der Engstelle fortbewegt. Das Phänomen nennt sich auch Turbulenz .



Mit diesem Modell kann damit folgendes mathematisch begründet weden:
  1. Die mathematische Entstehung von Turbulenz (bis dato ist ihre Ursache nicht erklärbar)
  2. Die Ursache von Chaos (dynamische Kräftesysteme lassen sich nur durch Zunahme der Unordnung ausgleichen. Dynamik hat damit den Gegenpol Entropiezunahme).
  3. Der einfache Energieerhaltungssatz (gemäß 1 Hauptsatz der Termodynamik) ist in fluiden nicht anwendbar. Es wird ein erweiterter Energieerhaltungssatz, analog 2. Hauptsatz der Thermodynamik benötigt, welcher eine Entropiezunahme benötigt.
  4. Jegliche Art von Widerstand (außer Festkörperreibung) ist damit begründet.
  5. (ver-)Schachtelung und Speicherung von kinetischer Energie in Subsysteme ist möglich (wird bis dato in keiner mir bekannten physikalischen Theorie in Betracht gezogen).
  6. In Kombination mit kompressiblen Fluiden bzw. Potentialfeldern lassen sich dualistische Effekte (wie in der Quantenmechanik) nachweisen.
  7. Neue numerische Rechenverfahren, die um ein vielfaches effizienter sein können.
  8. Weitere Chaostheoretische und Quantenmechanische Zusammenhänge...

Diese hier genannten Punkte 1-6 sind bis dato noch nicht in dem Video-Podcast zu finden. An diesen arbeite ich gerade anhand verschiedenster Modelle und Simulationen, die derzeit in Produktion sind.

Ge?ndert von freshNfunky (19.06.18 um 23:47 Uhr)
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