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Wenn wir die Bewegung von Vögeln aus der Luft und von Fischen aus dem Wasser untersuchen, müssen wir zunächst feststellen, mit welcher Art von Physik wir zu tun haben. Insbesondere wenn es sich um eine Verschiebung in einem Medium handelt, die ein laminares oder turbulentes Verhalten zeigt.

Eine Schätzung der Reynold Re -Zahl zeigt, dass diese deutlich über 2000 liegt, sodass davon ausgegangen werden muss, dass es sich in den meisten Fällen um turbulentes Verhalten handelte.

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ID:(462, 0)

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Eine Möglichkeit, turbulente Strömung darzustellen, besteht darin, Tinte mit einer dünnen Nadel in einen Fluss zu injizieren, ohne diesen zu stören.

Das resultierende Verhalten zeigt eine abrupte Abweichung und eine gewisse Diffusion, die durch die Turbulenzen in der Strömung verursacht werden.

ID:(7064, 0)

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Im Labor wird blaue Tinte injiziert, die sich signifikant von einem linearen Fluss abweicht und damit das Vorhandensein von Wirbeln und eine gewisse Diffusion aufgrund geringerer Störungen zeigt.

ID:(7067, 0)

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Ein Beispiel dafür findet sich bei einer Zigarette, die die Luft um ihr Streichholz erhitzt, wodurch Konvektion entsteht. Wenn die erwärmte Luft aufsteigt, erreicht sie kritische Bedingungen und es bilden sich Wirbel.

ID:(7066, 0)

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Das Strömungsverhalten um eine Kugel zeigt dramatische Veränderungen je nachdem, welche Reynolds-Zahl basierend auf dem Kugelradius berechnet wird. Die folgende Abbildung gibt eine Zusammenfassung der verschiedenen Verhaltensweisen:

Fließschema nach Reynold-Nummer (Buch Introduction to Transport Phenomena Modeling, Gianpaolo Ruocco - https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-66822-2_3)

ID:(1890, 0)

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Wenn die Reynolds-Zahl zwischen 5 und 40 liegt, zeigt der Fluss die Bildung von zwei Wirbeln hinter der Kugel:

Fließe eine Kugel für die Reynold-Zahl zwischen 5 und 40 um (https://aerospaceengineeringblog.com/how-quickly-do-gas-bubbles-rise-in-a-pint-of-beer/)

ID:(11058, 0)

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Wenn die Reynolds-Zahl zwischen 40 und 150 liegt, zeigt der Fluss die Bildung von alternierenden Wirbeln, was zu dem Phänomen einer Karman-Wirbelstraße führt:

Fließ um eine Kugel für Reynold Zahl zwischen 40 und 150 (https://www.researchgate.net/publication/303369967_Experimental_investigation_of_low_mode_number_cylinders_subjected_to_vortex-induced_vibrations)

ID:(11059, 0)

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Wenn die Reynolds-Zahl zwischen 150 und 3E+5 liegt, zeigt der Fluss innerhalb einer makroskopischen Struktur eine erhebliche Unregelmäßigkeit:

Fließ um eine Kugel für die Reynold-Zahl zwischen 150 und 3E + 5 ()

ID:(11060, 0)

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Wenn die Reynolds-Zahl 3E+5 überschreitet, bildet sich hinter der Kugel eine chaotische Zone, in der keine eindeutigen Wirbel mehr erkennbar sind (oder diese sehr kleine Abmessungen haben).

Fließ um eine Kugel für eine Reynold-Zahl größer als 3E+5 (https://www.pinterest.cl/pin/514888169895997311/)

ID:(11061, 0)