Profilwiderstand des Profils Gö 387
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- Gerd Beutel
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1 Prakikm Fgegaerodynamik 3. Versch Profiwidersand des Profis Gö Dip.-Ing.. égin ap. Prof. Dr.-Ing.. reisamer Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 1
2 Aerodynamische Kräfe am Füge Afrieb (senkrech r Ansrömng Widersand (parae r Ansrömng Afrieb Widersand Widersandseregng: Widersand Gesam Widersand Profi + Widersand Afriebsindier Widersand Reibng + Widersand Drck enseh nr bei Füge endicher Sreckng nd bei a Versch 4! Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387
3 Reibngswidersand W R Enseh afgrnd der Viskosiä des Fides (μ idng einer Grenschich mi sarken Geschwindigkeisgradienen Schbspannng τ W μ y W Die Grenschich kann aminar oder rben sein.a. abhängig von der Reynodsah, Oberfächenaiä, Drckvereing, y W R, am < WR, rb y W am < y W rb Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 3
4 Drckwidersand W D Enseh drch den Drcknerschied vor nd hiner dem Körper as Foge der Srömngsabösng pn x df Srömngsabösng is ach eine Foge der Viskosiä des Fides Phasen der Grenschichabösng: F ei posiivem Drckgradien wird die Srömng veröger ggf. mkehrng der Srömngsrichng in der impsschwachen Grenschich p < x p > x Abösegefahr! Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 4
5 eispie: Drckwidersand an einem Zyinder: (1 Poeniaheorie (c WD Abgeöse Srömng an einem Zyinder ( Laminare Abösng p x < p > x (3 Trbene Abösng Trbene Grenschich ös in der Rege späer ab: weniger Drckwidersand (aber mehr Reibngswidersand as aminare Grenschich! c P p p Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 5
6 Der Abösepnk is abhängig von: der kineischen Energie in der Grenschich (~ Reynodsah der Rahei der Oberfäche der Drckvereing Formgebng Formgebng smpfe Körper schanke Körper W Drck >> W Reibng W Drck W Profi W Reibng >> W Drck W Reibng W Profi Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 6
7 eispie: Drck- nd Reibngswidersand am Fügeprofi: ei keinen Ansewinken: Srömng ieg an, Reibngswidersand > Drckwidersand ei großen Ansewinken: Srömng ös ab, Drckwidersand nimm sark Reibngswidersand Drckwidersand Naca 341, Xfoi Rechnng bei Re Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 7
8 Experimenee Mehoden r esimmng des Profiwidersands Füge mss bei α ( a angese werden nr Profiwidersand, kein afriebsindierer Widersand Direke Krafmessng anhand einer Waage Versch 6! Messng von Srömngsgrößen nd Verwendng des Impssaes D p, W P A x Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 8
9 Impsgeichng (inegrae Form: ρ dv + n ds pnds nds f dv F K ρ ( + τ + ρ + 13 V S S S V Körperkräf e Imps saionär Änderng S im KV ρ ( n ds F K Drck kräfe übera p p, KV reibngsfrei Reibng D keine Vomenkräfe Vomenkrä fe Impsbian in x-richng: W P ρ ρ ( n bd FK, x S AD W Profi bd + ρ ( bd + ρ ( n A+ D ρ bd ( ( A W bd Profi x (ner Anwendng der Koni-Geichng Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 9
10 Forme für den Widersand as Fnkion des Geschwindigkeisprofis im Nachaf: W Profi ( 1 ρb ( d Widersandsbeiwer: D W 1 ρ P Profiiefe b reie des KVs b p, W P ( 1 ( d A x Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 1
11 Afgabenseng ei einem Ansewinke α α o ( a is der Profiwidersandsbeiwer das Profi Gö387 ermien. für 1 Toadrckmessng im Nachaf des Füges (Traversierng mi Pio-sonde Toadrckmessng ner Verwendng des Impsrechens 3 Geschwindigkeismessng im Nachaf (Traversierng mi Hidrahsonde 1 3 h p m Pio-Sonde Hidrahsonde Impsrechens Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö
12 1. Traversierng der Toadrckdifferen im Fügenachaf ( 1 ( d Mi dem Toadrck p, der Toadrckdifferen Δp, nd dem Geschwindigkeisdrck : p Δp p + 1 p ρ 1 ρ p ( ( Δp ( 1 Pio-Sonde Δp ( Δp ( d Widersandsbeiwer as Fnkion des Toadrckverafs ner Verwendng der Reihenenwickng K Δp ( d 1 1 x 1 x... Näherng, K.96 (empirisch besimm Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö 387 1
13 . Verwendng des Impsrechens Gemieer Toadrck über die Nachafdee: K Δp ( d gemiee Δp m (über konsan h p m K K Δp h m Δp m d d h Impsrechens K.96 (empirisch besimm h Höhe des Rechens Fügeiefe Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö
14 Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö King sches Gese (1. Versch: 3. Traversierng des Geschwindigkeisverafs mi der Hidrahsonde ( ( + ( ( 1 1 ( ( Keine esimmng der Kaibrierkonsane nöig! d ( 1 ( Forme für den Widersandsbeiwer as Fnkion der Anemomeerspannng: Hidrahsonde d ( 1 (
15 Vie Spaß bei den Verschen! Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö
16 Koniniäsgeichng (inegrae Form: ds bd V ρ dv saionär + S ρ( n ds p, D AD ( n ds + ( n ds + ( n ds A+ D W P AD ds + ( ds + ( n ds A+ D ( n bd bd ( bd A+ D AD A x A+ D ( ( ( n bd bd v Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö
17 Prakische mseng des Formen - mgang mi den Inegraen Srömngsgrößen werden nr an diskreen Seen gemessen: Δp ( Δp ( ( i ( f ( d f ( N i i Δ f ( f ( i 1 i N Δ Siehe nmerische Inegraion (Qadrar Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö
18 D 1 Piosonde: Δp ( Δp ( d p W P K Δp d (Approximaion x Δp p 1 ρ p ( A Hidrahsonde: Anwendng der Massennd Impserhang: ( ( 1 d ( ( 1 d 3 Impsrechen h Δpm K Prakikm Fgegaerodynamik - 3. Versch: Profiwidersand des Profis Gö
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