Wolf-Heinrich Hucho's Aerodynamik der stumpfen Körper: Physikalische Grundlagen PDF

By Wolf-Heinrich Hucho

ISBN-10: 3834814628

ISBN-13: 9783834814623

ISBN-10: 3834882437

ISBN-13: 9783834882431

Die aerodynamische Gestaltung von Fahrzeugen wie motor 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 - car - 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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Die kinetische Energie der wandnahen Fluidteilchen reicht nun jedoch nicht mehr aus, um bis ans Ende des Körpers gegen den von der Außenströmung aufgeprägten Druckanstieg anströmen zu können. Sobald die ihnen verbliebene kinetische Energie vollständig in Druck umgesetzt ist, kehren die Teilchen ihre Strömungsrichtung um. Es kommt zur Rückströmung, und die Grenzschicht löst von der Kontur des Körpers ab. 20 a schematisch dargestellt. Die Grenzschicht strömt entgegen einem Druckgradienten. Das zunächst noch völlige Geschwindigkeitsprofil wird deformiert; der Gradient der Geschwindigkeit an der Wand, (du dy) y = 0 , wird kleiner bis er schließlich am Ort S30 der Ablösung gleich Null ist, woraus folgt, dass dann auch die Wandschubspannung verschwindet.

Es entsteht ein Längswirbel, der stabil ist. 26: Aufrollen einer Scherschicht an einer schräg umströmten Kante zu einem tütenförmigen Wirbel; links die räumlichen Stromlinien, rechts die „Wandstromlinien“, die man aus einem Anstrichbild ableiten kann. Stabil bleibt diese Scherschicht aber nur dann, • • wenn der Neigungswinkel α der Ablösekanten vergleichsweise klein ist und sich ihnen kein zu starker Druckgradient entgegenstellt. Ist eine der beiden Bedingungen nicht erfüllt, dann platzen die Wirbel auf.

7 angemerkt, es ist gerade die Abströmung, die den Unterschied zwischen stumpfen und schlanken Körpern ausmacht. Während bei den schlanken Ort und Richtung der Abströmung von der Hinterkante vorgegeben sind – es wird die nach Kutta benannte Abströmbedingung erfüllt, nämlich „glattes Abfließen“ von der Hinterkante – kann man bei stumpfen Körpern im Allgemeinen nicht voraussagen, wo sich die Strömung von ihrer Kontur löst. Das ist nur dann möglich, wenn der Körper scharfkantig endet, wie z. B. 6 b zu sehen.

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Aerodynamik der stumpfen Körper: Physikalische Grundlagen und Anwendungen in der Praxis by Wolf-Heinrich Hucho


by Daniel
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