Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

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tamarillo
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Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Beitrag von tamarillo » Mo Feb 21, 2011 3:38 pm

Hallo,
auf der Suche nach Literatur fand ich hier dieses Prachtstück:

Vorlesung von Dr.-Ing. Rainer Demuth - TU München

Ich find es super Bild - viele Irrtümer werden aufgeklärt und beim genauen Hinschauen sind viele echte und nützliche Daten drin.
(es scheint kurz vor dem F1 Ausstieg von BMW erstellt worden zu sein)

PS: Ich wußte nicht so recht wohin damit - deswegen neues Thema.

Audi 100 Quattro
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Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Beitrag von Audi 100 Quattro » Mo Feb 28, 2011 2:26 pm

Ich habe man eine Frage.

Warum benutzt man nicht Oberflächen, die den Luftwiderstand verringern? Oder wird das in irgendeiner Form gemacht und ich hab's nur noch nicht mitbekommen.

Warum ich darauf komme? Bei Mythbusters waren grad Bowlingkugeln mit Golfballprofil im Windkanal und der Luftwiderstand war merklich geringer. Oder funktioniert das bei Autos aus irgendeinem Grund nicht?

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HaPe
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Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Beitrag von HaPe » Mo Feb 28, 2011 2:36 pm

Dazugabs vor ein paar Jahren mal die Antwort von einem Sauber-Ingenieur:
Man hatte mit der "Haifischhaut" Tests gemacht, aber letztlich festgestellt, dass der Nutzen viel zu klein ist, um den Aufwand zu rechtfertigen.

Der Hauptanteil des Luftwiderstandes entsteht durch die freistehenden Räder. In zweiter Linie durch den Anstellwinkel der Flügel.

Für den Rest der Teile ist die Auswirkung solcher Methoden dann einfach zu gering um tatsächlich eine Rolle zu spielen.

.....so hab ichs jedenfalls aktuell in Erinnerung. Bild

The Stig :D
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Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Beitrag von The Stig :D » Mo Feb 28, 2011 2:42 pm

Irgendwie lassen sich die Folien nicht öffnen ... bin ich zu blöd dafür Bild

steini0482
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Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Beitrag von steini0482 » Mo Feb 28, 2011 2:50 pm

</font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von The Stig Bild :
<strong> Irgendwie lassen sich die Folien nicht öffnen ... bin ich zu blöd dafür Bild </strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Die haben ein paar MB - versuchs mal mit Rechts-Klick und Speichern unter...

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Stefan P
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Beitrag von Stefan P » Mo Feb 28, 2011 2:56 pm

@ tamarillo

Bild super

The Stig :D
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Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Beitrag von The Stig :D » Mo Feb 28, 2011 3:56 pm

</font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von steini0482:
<strong> </font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von The Stig Bild :
<strong> Irgendwie lassen sich die Folien nicht öffnen ... bin ich zu blöd dafür Bild </strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Die haben ein paar MB - versuchs mal mit Rechts-Klick und Speichern unter... </strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Bild thx

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danseys
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Beitrag von danseys » Mo Feb 28, 2011 6:09 pm

aba nich für die Doktorarbeit nehmen, gell? Bild

1502
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Beitrag von 1502 » Mo Feb 28, 2011 7:53 pm

@tamarillo

Wie bist du denn darauf gekommen? Das ist witzig, ich habe die Vorlesung im vergangenen Wintersemester besucht und warte gerade gespannt auf das Prüfungsergebnis. Bild

1502
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Beitrag von 1502 » Di Mär 01, 2011 3:40 pm

</font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von Audi 100 Quattro:
<strong> Ich habe man eine Frage.

Warum benutzt man nicht Oberflächen, die den Luftwiderstand verringern? Oder wird das in irgendeiner Form gemacht und ich hab's nur noch nicht mitbekommen.

Warum ich darauf komme? Bei Mythbusters waren grad Bowlingkugeln mit Golfballprofil im Windkanal und der Luftwiderstand war merklich geringer. Oder funktioniert das bei Autos aus irgendeinem Grund nicht? </strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Ich versuche mich mal an einer Erklärung:

Die Widerstandsreduktion beim Golfball kommt daher, dass die Strömung durch das spezielle Profil länger an der Oberfläche anliegt, also erst später ablöst, wodurch sich das Nachlaufgebiet deutlich verkleinert. Angeströmte Kugeln haben ein Nachlaufgebiet mit sehr großem Querschnitt, der je nach Geschwindigkeit in der Größenordnung des Kugelquerschnitts liegen kann. Dieses induziert einen Druckwiderstand, der einen Großteil des Gesamtwiderstands ausmacht. Durch das Golfballprofil und die damit länger anliegende Strömung kann man den Druckwiderstand eines kugelförmigen Objekts also leicht so weit reduzieren, dass der Effekt den Nachteil des erhöhten Reibungswiderstands an der Oberfläche überwiegt.

Bei F1-Boliden wird generell schon von vornherein bei der Konstruktion darauf geachtet, dass die Strömung an der Kontur anliegt (mit Ausnahme bestimmter Flügelelemente z.B. zur Wirbelerzeugung vor dem Unterboden). Löst etwa die Strömung an der Saugseite des Heckflügels frühzeitig ab, bedeutet das vom Widerstand abgesehen Abtriebsverlust, den es natürlich zu vermeiden gilt. Somit hat man es hier eher nicht mit Nachlaufgebieten großflächig von der Kontur abgelöster Strömung zu tun, und das Verbesserungspotenzial durch Oberflächen, die das Ablösen hinauszögern, ist dementsprechend gering.
Die Ausnahme sind, wie HaPe schon erwähnt hat, die freistehenden Räder. Und da wäre ein Golfballprofil auf der Lauffläche natürlich dem Grip nicht gerade förderlich. Bild

Ich hoffe mal, dass das so ungefähr richtig ist. Bild

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Beitrag von Audi 100 Quattro » Di Mär 01, 2011 3:52 pm

Okay, verstehe (zumindest halbwegs) und das mit den Rädern ist einleuchtend. Bild

tamarillo
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Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Beitrag von tamarillo » Do Mär 03, 2011 8:41 am

</font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von 1502:
<strong> @tamarillo
Wie bist du denn darauf gekommen? Das ist witzig, ich habe die Vorlesung im vergangenen Wintersemester besucht und warte gerade gespannt auf das Prüfungsergebnis. Bild </strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Bild mit Google, ich hatte für mich nach "Aerodynamischer Effizienz" gesucht. Auf Seite 2 war es der 2te von oben - und dann auf der Folie steht der Link zur Übersicht.
Über das Portal findet man das nicht, da ist noch typo3 Salat.

Minardi
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Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Beitrag von Minardi » Do Mär 03, 2011 6:00 pm

</font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von 1502:
<strong> @tamarillo

Wie bist du denn darauf gekommen? Das ist witzig, ich habe die Vorlesung im vergangenen Wintersemester besucht und warte gerade gespannt auf das Prüfungsergebnis. Bild </strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Ah, ein Tummler...sehr sympathisch Bild

Wolfgang Hermann raus Bild Bild

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Stefan P
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Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Beitrag von Stefan P » Mo Mär 07, 2011 1:10 pm

...als man Motorsport noch wörtlich nahm. Hubraum ist durch nichts zu ersetzen…außer durch noch mehr Hubraum…

ipmac
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Beitrag von ipmac » Mo Mär 07, 2011 4:16 pm

</font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von HaPe:
<strong> Dazugabs vor ein paar Jahren mal die Antwort von einem Sauber-Ingenieur:
Man hatte mit der "Haifischhaut" Tests gemacht, aber letztlich festgestellt, dass der Nutzen viel zu klein ist, um den Aufwand zu rechtfertigen.

</strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Wenn ich mich recht erinnern kann, meinter er:
Das der Gummiabrieb nach einigen Runden die Haihaut so zugekleistert hat, das es die Funktion komplett aufhebt.

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HaPe
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Beitrag von HaPe » Mo Apr 25, 2011 11:09 am

Grad nen neuen Artikel zum "dimple"-Effect gefunden:
<a href="http://www.racecar-engineering.com/arti ... duce-drag/" target="_blank">Can dimpled aerodynamic surfaces reduce drag?
</a>
Bild Bild

HaPe

uncleDavid
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Beitrag von uncleDavid » Mo Apr 25, 2011 5:57 pm

Letztes Jahr gab es einen Fraunhofer-Preis für ein Team, daß eine Lackierung mit Haifischhaut-Effekt entwickelt hatte. Die haben das an Flugzeugen und Schiffen getestet wenn ich mich richtig erinnere. Es bringt wohl einen ein paar Prozent geringeren Treibstoffverbrauch.

Bei Google findet man reichlich Treffer aber ich hab grad keine Lust die näher zu durchforsten. Bild

Ob das für den Motorsport von Bedeutung sein kann? Es wird wohl auf das gleiche hinauslaufen, was auch schon von den Sauber-Leuten da angeführt wurde.

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Feldo
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Beitrag von Feldo » Mo Apr 25, 2011 7:05 pm

Bei Flugzeugen funktioniert es nur in der Theorie. In der Praxis ist die "Haifischhaut" nicht haltbar genug, um einen Effekt zu erzielen.

Und an den Erfahrungen, die Sauber in der Praxis gemacht hat, wird sich auch nichts geändert haben.

tamarillo
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Beitrag von tamarillo » Di Apr 26, 2011 1:35 pm

Dies ist wohl die Geburtsstunde der Arnodynamik!

Auch die fundamentale Konstante A wurde erklärt:
A=(1-Vu/Vo)*100

Vu - Geschwindigkeit Unterseite
Vo - Geschwindigkeit Oberseite

Bei A>23% hebt das Auto ab.

Bild

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Arno
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Beitrag von Arno » Di Apr 26, 2011 2:23 pm

</font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von tamarillo:
<strong> Dies ist wohl die Geburtsstunde der Arnodynamik!

Bild </strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Also wenn Du schon so ein echter Spielverderber bist (vermutlich Ing)
dann bitte: Arnoenergetik.
Soviel Zeit muß sein.

Im Übrigen ist Deine Berechnung falsch, Dir fehlt die Beziehungsgröße des Luftflußes UND des Widerstandes an der Unterseite.
Scheint aber etwas zu schwer zu sein....
Bild
Gruß
Arno

tamarillo
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Beitrag von tamarillo » Di Apr 26, 2011 8:05 pm

</font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von Arno:
<strong> ...ein echter Spielverderber ...(vermutlich Ing)
</strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Zweimal nein...der Rest hmmm... Bild

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Beitrag von Arno » Mi Apr 27, 2011 12:41 am

</font><blockquote><font size="1" face="Arial,sans-seriv">Zitat:</font><hr /><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Original erstellt von Feldo:
<strong> Bei Flugzeugen funktioniert es nur in der Theorie. In der Praxis ist die "Haifischhaut" nicht haltbar genug, um einen Effekt zu erzielen.

Und an den Erfahrungen, die Sauber in der Praxis gemacht hat, wird sich auch nichts geändert haben. </strong></font><hr /></blockquote><font size="2" face="Arial,sans-seriv">Das hat aber mit der Haltbarkeit gerade mal gar nix zu tun. Was soll sich denn da auch abnutzen?
Dabei hat es schon um die Jahrhundertwende diese Tests von Rennfahrzeugen, die mit Haifischhaut überzogen wurden, gegeben.
Das Resultat war immer dasselbe: Die Autos hoben nach einiger Zeit einfach ab und flogen von der Piste.
Guckst Du...
Hier ein Rennwagenversuch von 1907!

Dr Grund ist relativ einfach: Bis zu 23% Beschleunigung des Luftstroms auf der Oberseite des Fahrzeugs, dazu keine Haifischhaut an der Unterseite, reissen faktisch das Fahrzeug ab einer bestimmten Geschwindigkeit nach oben.
Deswegen wäre der Aero-ernegitische Aufwand, dies zu unterbinden höher, als die benötigte Leistung des Motors zur Überwindung des Widerstandes der Leitwerke im Ansatz kompensieren könnte.
Also eigentlich ist der Aufwand so hoch, das lohnt sich finanziell nicht. Und das ist der einzige richtige Grund, warum wir solche Fahrzeuge nicht sehen.

Auch bei Gebäuden wird ja eine Verschmutzung durch den Lotuseffekt, der eine Abwandlung der Haifischhaut ist, verhindert. Auch hier sind ab bestimmter Luft-Geschwindigkeiten, die ein solches Gebäude umströmen, starke Aufwärtsbewegungen zu sehen.
Hier ein Gebäude in Los Angeles, welches durch den Auftrieb während eines Tornados mitsamt des Anschlußröhren faktisch aus dem Erdreich gezogen wurde.
Hoffe, geholfen zu haben.
Gruß
Arno

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