By Wolf-Heinrich Hucho

ISBN-10: 3834814628

ISBN-13: 9783834814623

ISBN-10: 3834882437

ISBN-13: 9783834882431

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 & errors. 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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Wie im nächsten Abschnitt näher ausgeführt, überlagert sich der Translationsgeschwindigkeit u eine Schwankungsgeschwindigkeit mit den Komponenten u’, v’ und w’15. Die beiden letzteren sind Ausdruck für den Quertransport von Fluidballen, der seinerseits mit einem intensiven Impulsaustausch quer zur Strömungsrichtung verbunden ist. Dieser wiederum hat die Wirkung, als ob die Zähigkeit des Fluids beträchtlich zugenommen habe. Im Vergleich zur laminaren Grenzschicht ergibt sich bei der turbulenten ein völligeres Geschwindigkeitsprofil, vgl.

Je dicker der umströmte Gegenstand, desto höher die Geschwindigkeit an seiner dicksten Stelle und desto größer ist dort der – negative – Druckbeiwert. Hinter der dicksten Stelle wird die Strömung wieder verzögert, und der statische Druck steigt an. Wäre das Fluid frei von Zähigkeit, dann würden seine „Teilchen“7 an der Wand gleiten, und am hinteren Ende des Körpers würde sich ein zweiter Staupunkt bilden, in dem wiederum cp = 1,0 wäre. Tatsächlich ist die Zähigkeit der Fluide jedoch von Null verschieden.

In der Regel ist dieser Effekt unerwünscht, denn damit erhöht sich der Widerstand. In der Modelltechnik kann man sich ihn jedoch zunutze machen, wenn man die Reynoldszahl der Großausführung nicht erreicht. Mit einem Stolperdraht oder einem schmalen Streifen Sandpapier führt man den Umschlag der Grenzschicht künstlich herbei und „täuscht“ so eine größere Reynoldszahl vor. Umströmte Körper, deren Widerstand vorwiegend Reibungswiderstand ist, werden, um diesen so klein wie möglich zu halten, mit einer sehr glatten Oberfläche ausgestattet.

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


by Jason
4.2

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