Geschwindigkeit (velocity) bezeichnet vektoriell die zeitliche Änderungsrate des Ortes eines Massen- oder Volumenelements. In der Werkstofftechnik ist sie eine zentrale Größe zur Beschreibung dynamischer Prozesse in Festkörpern, Flüssigkeiten und Mehrphasensystemen.
In strömenden Medien beschreibt die Geschwindigkeit des Fluids die Konvektion von Wärme, Masse und Impuls. Die lokale Strömungsgeschwindigkeit bestimmt Schergradienten, Turbulenzintensität sowie transportlimitierte Reaktions- und Erstarrungsraten. Hieraus leitet sich die Schiebegeschwindigkeit (Scher- bzw. Schergeschwindigkeit) als räumliche Ableitung der Geschwindigkeitskomponente entlang der Scherrichtung ab. Sie ist maßgeblich für viskoelastisches und plastisches Fließverhalten, etwa bei Polymerextrusion oder Metallumformung.
In Mehrphasen- und Partikelsystemen ist zwischen Fluid- und Partikelgeschwindigkeit zu unterscheiden. Die relative Geschwindigkeit definiert Schleppkräfte, Sedimentations- und Auftriebsverhalten sowie Kollisionskinetik in Suspensionen, Pulvern und Fluidisierten Betten. Diese Größen gehen direkt in Kontinua- und Diskretmodelle (z. B. CFD, DEM) ein.
In Festkörpern charakterisieren Geschwindigkeiten von Versetzungen, Rissspitzen oder Phasengrenzen die Kinetik von Kriech-, Bruch- und Phasenumwandlungsprozessen. Insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsbelastungen (Schock, Impact) sind materielle Geschwindigkeiten im Vergleich zu Schallgeschwindigkeiten entscheidend für Wellenphänomene und Adiabate.
Präzise Definition und Messung von Geschwindigkeiten (z. B. Laser-Doppler-Anemometrie, Hochgeschwindigkeitsbildgebung) sind daher grundlegend für die quantitative Beschreibung und Simulation werkstofftechnischer Prozesse.
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