Aerodynamik der stumpfen Körper: Physikalische Grundlagen by Wolf-Heinrich Hucho

By Wolf-Heinrich Hucho

Die aerodynamische Gestaltung von Fahrzeugen wie vehicle und Eisenbahnen, von Bauwerken wie weit gespannte Brücken, Türme oder Hochhäuser, ist eine äußerst vielschichtige Aufgabe. Ihre Auslegung basiert auf ingenieurmäßigen Verfahren, aber ihre Optimierung vorwiegend auf dem Prinzip von Trial & mistakes. Dabei erweist es sich als nützlich, das anstehende challenge auf möglichst einfache Modellfälle zurückzuführen. Das vorliegende Buch stellt die dazu erforderlichen Grundlagen bereit und beschreibt, wie sie anzuwenden sind. Gegenüber der ersten Auflage wurde das Buch vollkommen überarbeitet und erweitert: um die neuen Windlastnormen, die Seitenwindstabilität von schnellen Zügen, sowie die Wechselwirkung von Aerodynamik und Statik biegeweicher Konstruktionen. Das Kapitel über die numerischen Verfahren (CFD) wurde auf den allerneuesten Stand gebracht.

Schlanke und stumpfe Körper - Strömungsphänomene - Geometrisch einfache Körper - Modelle von Totwasser, Scherschicht und Nachlauf - Wind und Windschutz - motor vehicle - Eisenbahnen - Bauwerke - Versuchswesen - Numerische Verfahren

Konstrukteure, Statiker, Versuchsingenieure und Numeriker, Fachleute in den relevanten Behörden,
Professoren und Studenten im Maschinenbau, in der Fahrzeugtechnik und im Bauingenieurwesen

Dr.-Ing. Wolf-Heinrich Hucho ist heute nach langjähriger Industriepraxis in der Automobilindustrie als beratender Ingenieur, technischer Publizist und Fachautor tätig. Er ist Herausgeber des Standardwerks zur Automobil-Aerodynamik von internationaler Bedeutung.

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Zu kleineren Reynoldszahlen vorzuverlegen und den damit verbundenen höheren Reibungswiderstand in Kauf zu nehmen. Denn die nach hinten verlagerte Ablösung hat einen stärkeren Druckrückgewinn und ein schmäleres Totwasser mit höherem statischen Druck zur Folge. 4 Abgelöste Strömungen 41 dann stärker, als der Reibungswiderstand infolge größerer Lauflänge und turbulenter Grenzschicht zunimmt. 1 näher beschrieben. Ganz anders vollzieht sich die Ablösung im dreidimensionalen Fall. 22 skizziert31. Eingezeichnet sind dort die „Wandstromlinien“, die man genauer als Linien der Tangenten zur Wandschubspannung τw bezeichnen müsste, denn wegen der Haftbedingung ist die Strömungsgeschwindigkeit an der Wand ja gleich Null.

B. in der Forschung) direkt gemessen. 6 hervorhebt. Während bei schlanken Körpern, wie z. B. Tragflügelprofilen, ein windfestes Koordinatensystem gewählt wird – die Komponenten der Resultierenden heißen dann Auftrieb A und Widerstand W – wird bei stumpfen Körpern wie Fahrzeugen oder Bauwerken ein körperfestes System bevorzugt. 6: Zerlegung der resultierenden Luftkraft Fr in a) die körperfesten Komponenten Fx und Fy und b) in die windfesten Auftrieb A und Widerstand W. 8 Anders ist das bei schlanken Körpern.

Und das ist er dann, wenn seine Rauhigkeitselemente nicht aus der viskosen Unterschicht herausragen. Wann diese Bedingung erfüllt ist, kann anhand der folgenden empirischen Formel festgestellt werden: 29 Siehe Achenbach (1971). 44) Die Erhöhung des Widerstandes ist jedoch nur zum Teil auf eine Erhöhung der Wandschubspannung zurückzuführen. Vielmehr wird durch Druckkräfte an den Rauhigkeitselementen ein Druckwiderstand wirksam, der nach Rotta (1972) im Vergleich zum Reibungswiderstand sehr hohe Werte annehmen kann.

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