Wärme- und Stofftransport

1 Transportmechanismen und ihre mathematische Beschreibung.- 1.1 Wärmeleitung in Festkörpern und ruhenden Fluiden.- 1.2 Filterströmung - Geoströmung - Strömung in porösen Medien.- 1.3 Isotherme Diffusion.- 1.4 Stofftransport.- 1.5 Wärmetransport.- 1.6 Quellen und Senken.- 1.7 Koordinatensysteme.- 1.8 Die partiellen Differentialgleichungen für die Strömung und den Transport.- 1.9 Anfangs- und Randbedingungen.- 2 Einige Lösungsmethoden für Differentialgleichungen.- 2.1 Gewöhnliche Differentialgleichungen 1. und 2. Ordnung.- 2.2 Lösung von partiellen Differentialgleichungen mit Hilfe der Fourierschen Methode.- 2.3 Laplace-Transformation und Laplace-Rücktransformation.- 2.4 Numerische Lösung von partiellen Differentialgleichungen.- 3 Typische Beispiele aus Arbeits- und Umwelt.- 3.1 Wärmeleitung durch eine Hauswand.- 3.2 Diffusion in einem Filterkörper.- 3.3 Anströmung eines Brunnens.- 3.4 Wärmetransport in Erdschichten.- 3.5 Grundwasserreinigung in der Bodenzone - Denitrifikation.- 3.6 Temperaturspannungen in einem Massenbeton-Fundament.- 3.7 Stofftransport in einem Rieselfilm.- 3.8 Förderung aus einer Erdgasbohrung.- 4 Eindimensionale Strömung, Wärmeleitung und Diffusion.- 4.1 Aufgaben ohne Quellen.- 4.2 Aufgaben mit Quellen.- 4.3 Aufgaben mit ortsabhängigen Anfangsbedingungen.- 4.4 Aufgaben mit zeitabhängigen Randbedingungen.- 4.5 Aufgaben mit ortsabhängigen Stoffwerten.- 4.6 Spezielle Lösungen in einseitig begrenzten Gebieten.- 5 Zweidimensionale Strömung, Wärmeleitung und Diffusion.- 5.1 Aufgaben in einseitig begrenzten, geschichteten Gebieten.- 5.2 Aufgaben in geschichteten Gebieten mit gebietsweise geringen Leitfähigkeiten.- 5.3 Aufgaben in geschichteten Gebieten mit verhindertem Austausch zwischen den Schichten.- 5.4 Aufgaben inmehrdimensionalen Gebieten.- 6 Eindimensionaler Wärme- und Stofftransport.- 6.1 Aufgaben in kartesischen Koordinaten in einseitig begrenzten bzw. unendlichen Gebieten.- 6.2 Zweiseitig begrenztes Gebiet.- 6.3 Radialsymmetrische Probleme.- 6.4 Kugelsymmetrische Probleme.- 6.5 Eindimensionaler Transport mit Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Phasen.- 7 Mehrdimensionaler Wärme- und Stofftransport.- 7.1 Punktquellen im Raum.- 7.2 Linien-, Flächen- und Volumenquellen.- 7.3 Transport in geschichteten Medien.- 8 Numerische Lösung von mehrdimensionalen partiellen Differentialgleichungen.- 8.1 Lösung der Strömungsgleichung mit der impliziten Bilanzmethode.- 8.2 Lösung großer, schwach besetzter, diagonaldominanter Gleichungssysteme.- 8.3 Lösung der Transportgleichung mit der expliziten Bilanzmethode.- 9 Verfahren zur optimalen Prozeßsteuerung.- 9.1 Optimale Steuerung eines Aufheizprozesses.- 9.2 Einige Begriffe und Lösungsmethoden zur optimalen Steuerung.- 9.3 Beispiel einer Prozeßsteuerung - Steuerung der Temperaturballigkeit von Walzen.- 10 Parameteridentifikation.- 10.1 Graphisch-analytische Parameterbestimmung (Geradenverfahren).- 10.2 Parameterbestimmung mit dem Typkurven-Verfahren.- 10.3 Parameterbestimmung mit mathematischen Suchverfahren.- 10.4 Parameteridentifikation bei mehrdimensionalen Strömungs- und Transportvorgängen.- A Tabellen physikalischer Stoffwerte.- B Spezielle mathematische Funktionen.- C Korrespondenzen der Laplace -Transformation.- D FORTRAN-Programme.- Literatur.