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This collection brings together the fundamental research in shock focussing and sonoluminescence. The authors report on their studies on shock focussing and related bubble dynamics, as well as their applications in medical science. The destructive action of cavitation bubbles collapsing near boundaries is treated with special reference to kidney stones, demonstrating the capacity of bubbles for causing damage to materials. It is also shown that the shock theory of sonoluminescence plays an important part, as do converging shock and thermal waves emanating from sonoluminescing gas bubbles and upscaling single-bubble sonoluminescence. The book also addresses the current status of shock measurement technique and correlated clinical findings. The interdisciplinary approach of this book makes it relevant for medical doctors, technical researchers of lithotripsy and gas dynamicists.
Ziel dieser Arbeit ist es, die fUr die Praxis wichtige Frage zu
beantworten, wie sich StoBwellen in staubhaltigen Gasen aus-
breiten. Hierbei sollen die in den unterschiedlichsten Geome- trien
und unter verschiedenen Bedingungen auftretenden StoB- wellen
systematisch anhand einer Rohrerweiterung und einer Rohrverzweigung
experimentell untersucht und theoretisch ge- klart werden, wobei in
diesen Untersuchungen das Staubgasge- misch als nicht reaktiv
vorausgesetzt wird. Das Problem der Dampfung von instationaren
StoBwellen an geo- metrischen Verzweigungsstellen ist nahezu
ausschlieBlich in reinen Gasen behandelt worden. StoBwellen treten
aber meist bei Schadensfallen unkontrolliert auf und breiten sich
ins- besondere dann haufig in staubhaltigen Gasen aus. Die Wirkung
von Druck- und StoBwellen als Folge von Verpuf- fungen oder in Form
von Detonationswellen ist aus dem Be- bau bekannt 111, wobei die
Staubteilchen die StoBstarken bei entsprechenden Konzentrationen
stark erhohen konnen. Vergleich- bar ist die Situation beim
Auftreten von StoBwellen in Anlagen mit groBem Staubanfall, etwa in
Gesteins- und GetreidemUhlen oder Mehl und Backpulver
verarbeitenden Betrieben, wo im Scha- densfall ebenso StoBwellen in
Gasen mit feinverteilten Stauben entstehen konnen. Weiterhin sind
hier zu nennen, StoBwellen in Verbindung mit Explosionen 1m Freien
oder in Rohrsystemen, et- wa bei der chemischen Industrie 121, die
sich im ormalfall ebenfalls durch staubhaltige Luft und Gase mit
Verunreinigungs- teilchen ausbreiten.
Seit mehreren Jahren laufen experimentelle und theoretische
Untersuchungen im StoBwellenlabor der RWTH Aachen tiber den EinfluB
von Kanalerweiterungen und -abzweigungen auf die Aus- breitung von
StoBwellen. Diese Arbeiten sind inzwischen auch auf das Gebiet der
Zweiphasenstromungen in Form von staub- haltigen Gasen ausgedehnt
worden. In der vorliegenden Arbeit werden existierende
Losungsvorschlage zu dem behandelten Problem kritisch diskutiert.
modifizierte Ansatze in vereinfruh- ter Form dargestellt. ein neues
Kombinationsmodell vorgeschla- gen und mit Experimenten verglichen.
Bei der Durchftihrung der theoretischen und experimentellen
Arbeiten haben mich eine Reihe von Mitarbeitern des
StoBwellenlabors tatkraftig unter- sttitzt. So danke ich Herrn Dr.
rer. nat. G. Lensch. der sich wahrend seiner Promotionszeit um die
DurchfUhrung der Experi- mente kUmmerte. Herrn Dr. -Ing. M. A.
Movahed mochte ich fUr die kritische Durchsicht der Gleichungen und
die numerischen Losungen danken; ferner hat Herr cand. ing. P.
Mausbach einen Teil der numerischen Rechnungen durchgefUhrt. Frau
G. Eckert bin ich zu Dank verpflichtet fUr die sorgfaltige
Gestaltung des Manuskripts und Herrn W. Klose fUr die
photographische Behandlung der Bilder. die Herr cando phys. L.
Papatheodorou in dankenswerter Weise groBtenteils als
Tuschezeichnungen gefertigt hat. - V - Liste der Symbole A
Kanalquerschnitt G Schallgeschwindigkeit C Abkarzung s. GI. (2.
4-8) D Dampfung s. GIn. (3. 3-1 und 2) f Zahl der molekularen
Freiheitsgrade F( Abkilrzung s. Gl. (2. 2-21) F freie Energie 6F
Zunahme der spez. freien Energie g ( ) Abkilrzung s. GI. (2. 2-2S)
h Planck'sches Wirkungsquantum Abkilrzung s. GI. (Al-2) K1
Abkilrzung s. GI.
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