Hydrodynamik

Die Hydrodynamik (auch: Fluiddynamik; aus dem Griechischen υδωρ = Wasser, dynamikós = kräftig, wirksam) ist ein Teilgebiet der Strömungslehre und beschäftigt sich mit bewegten Flüssigkeiten und Gasen. Untersucht werden z. B. laminare und turbulente Strömungen in offenen und geschlossenen Gerinnen sowie Bewegungen und Kraftverhältnisse in Druckleitungen. Die Aquadynamik beschäftigt sich ausschließlich mit Wasser. Die grundlegende Gleichung der Hydrodynamik ist die Kontinuitätsgleichung

$\frac{\partial \rho}{\partial t} + \operatorname{div} \left(\rho \vec v\right) = 0$

(mit der Massendichte ρ und dem Geschwindigkeitsvektor $\vec v$) welche aussagt, dass der Massefluss durch eine geschlossene Fläche immer gleich der Veränderung der Masse im Inneren der Fläche sein muss.

Im Allgemeinen wird die Bewegung eines Fluids durch die Navier-Stokes-Gleichung beschrieben. Im Falle von kleiner Viskosität können die Reibungseffekte vernachlässigt werden und es gilt in guter Näherung die Euler-Gleichung

$\frac{\partial \vec v}{\partial t} + \left(\vec v\cdot\nabla\right) \vec v = -\frac{\nabla p}{\rho}$

die die Geschwindigkeitsänderung des Fluids an einem Ort mit dem in der Umgebung herrschenden Druck p in Verbindung setzt. Sie ist also die Bewegungsgleichung des Fluids bei hoher Reynolds-Zahl.

Siehe auch: Hydrostatik, Strömung nach Bernoulli und Venturi