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Versuchswesen

  • Wolf-Heinrich Hucho
Part of the Grundlagen und Fortschritte der Ingenieurwissenschaften book series (GRFOING)

Zusammenfassung

Das wichtigste Gerät zur Simulation der Umströmung stumpfer Körper ist der Windkanal. Mitunter wird jedoch mit ihnen auch in Wasser experimentiert und zwar sowohl im Schlepptank als auch im Umlaufkanal. In der Automobilaerodynamik sind zudem Seitenwindstrecken im Gebrauch. Ursprünglich wurden diese nur bei Fahrversuchen mit dem Original eingesetzt. Vereinzelt sind aber auch Anlagen für Experimente an verkleinerten Modellen im Betrieb, teilweise in Verbindung mit einem Windkanal; auch für Modelle von Bahnen werden derartige Versuchsstrecken verwendet.

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Literatur

  1. 1.
    Die exakte Herleitung der Reynoldszahl erfolgt mit dem 11-Theorem von Buckingham (1914), siehe z.B. Gersten (1974) oder auch Zierep (1972).Google Scholar
  2. 2.
    Wie man die Turbulenz im Windkanal manipulieren kann, haben Farell and Youssef (1996) beschrieben.Google Scholar
  3. 3.
    Szechenyi (1975) berichtet, wie er bei Versuchen an Kreiszylindern mit deren Rauhigkeit superkritische Reynoldszahlen simuliert hat. Er weist aber daraufhin, dass dieser Effekt nur bei solchen Konfigurationen auftritt (und damit ausgenutzt werden kann), bei denen die Ablösung davon abhängt, ob die Grenzschicht laminar oder turbulent ist.Google Scholar
  4. 4.
    Aus der Reihe von Büchern über die Windkanaltechnik sei hier auf dasjenige von Barlow, Rae and Pope (1984) verwiesen. Es befasst sich auch mit nicht flugtechnischen Aufgabenstellungen, also mit solchen bei Fahrzeugen, Schiffen und Bauwerken. Die besonderen Anforderungen, welche die Automobilaerodynamik an Windkanäle stellt, werden in dem SAE Information Report J2084 (1990) beschrieben; ein Überblick über die Thematik findet sich bei Hucho (1998). Erwähnt sei auch der „Klassiker“ Pankhurst and Holder (1965).Google Scholar
  5. 5.
    Siehe Wuest (1982).Google Scholar
  6. 6.
    Die Anschlusskosten stellt der Stromversorger für die Bereitstellung der elektrischen Energie in Rechnung. Für den Betreiber eines Windkanals stellen sie Fixkosten dar; bei einem Großwindkanal schlagen sie erheblich zu Buch.Google Scholar
  7. 9.
    Siehe dazu auch Wolf and Goodyear (1988).Google Scholar
  8. 10.
    Diese stellen genaugenommen eine rudimentäre Form von flexiblen Wänden dar.Google Scholar
  9. 15.
    Siehe auch Hucho (1998).Google Scholar
  10. 22.
    Auch „Vorausentwicklung“ oder „advanced engineering”.Google Scholar
  11. 23.
    Englisch „design freeze“.Google Scholar
  12. 24.
    Dieser Windkanal ist nachträglich zu einem aeroakustischen umgebaut worden. Ein Beipiel für einen von vornherein als aeroakustischer Kanal ausgelegter bietet der Aeroakustik-Windkanal der Audi AG, den Wickern and Lindener (2000) beschrieben haben. Wie bei diesem Kanal die tieffrequenten Pulsationen gedämpft wurden, haben Wickern et al. (2000) dargestellt.Google Scholar
  13. 25.
    Einen Vergleich verschiedener Möglichkeiten, die aerodynamischen Daten zu ermitteln, die für das Verhalten eine Fahrzeuges — hier Lastwagen und Bahn — bei Seitenwind maßgeblich sind, haben Baker and Humphreys (1996) durchgeführt.Google Scholar
  14. 27.
    Siehe Peters (1999).Google Scholar
  15. 29.
    Siehe z.B. Howell (1986).Google Scholar
  16. 30.
    Siehe Neppert and Sanderson (1978)Google Scholar
  17. 31.
    Siehe z.B. Fox and West (1990).Google Scholar
  18. 33.
    Einen Einblick in die relevante Modelltechnik hat Sockel (1994) gegeben.Google Scholar
  19. 34.
    Einen Überblick über die wichtigsten Sonden und Messverfahren, die bei Versuchen an Fahrzeugen eingesetzt werden, haben Necati and Kohl (1998) erarbeitet. Eine ausführliche Einführung in die Strömungsmesstechnik haben Wuest (1969), Nitsche (1993) und Eckelmann (1997) verfasst.Google Scholar
  20. 35.
    Einen Überblick über Windkanalwaagen findet man bei Barlow et al. (1999); neben den flugtechnischen Anwendungen werden dort auch die Belange der Fahrzeugtechnik und der Bauwerke berücksichtigt.Google Scholar
  21. 36.
    Eine vergleichende Bewertung ihrer neueren Bauformen aus Sicht der Fahrzeugaerodynamik haben Preusser et al. (1989) vorgelegt.Google Scholar
  22. 39.
    Der bekannteste dieser Schalter ist das „Scanivalve Cr.Google Scholar
  23. 40.
    Sie wird auch „Wanze“ genannt.Google Scholar
  24. 41.
    Dazu Mackrodt (1978 a).Google Scholar
  25. 42.
    Dafür hat Lienhart (2002) eine Sonde entwickelt, mit welcher die relative Windgeschwindigkeit und — richtung sowie dte Werte von Umgebungsdruck und Temperatur gemessen werden können.Google Scholar
  26. 43.
    Pressure Sensitive Paints (PSP); das Verfahren ist auch als Optical Pressure Measurement System (OPMS) bekannt geworden, und für die „Farbe“ findet man mitunter die Bezeichnung Light Intensity Pressure Sensor (LIPS). Eine Beschreibung der PSP-Technik haben Engler et al. (1992) sowie Klein (1997) geliefert; auf die Probleme, die in der Aerodynamik der Fahrzeuge auftreten, sind Klein et al. (2000) sowie Duell et al. (2001) eingegangen.Google Scholar
  27. 52.
    Diese wird auch Laser-Speckle-Anemometrie (LSA) oder Particle Tracking Anemometrie (PTA) genannt.Google Scholar
  28. 53.
    Eine weitere Methode zur Aufmessung von Feldern, insbesondere von Wirbelformationen, stellt die Ultraschall-Laser-Mehtode dar, die von Engler (1987) entwickelt wurde.Google Scholar
  29. 54.
    Eine ausführliche Darstellung der PIV findet sich bei Adrian (1991) und bei Eckelmann (1997); dort wird auch beschrieben, welche Varianten es von diesem Verfahren gibt und wie man es auf dreidimensionale Anwendungen erweitern kann. Der Schritt zur industriellen Anwendung ist von Kompenhans et al. (2000) vollzogen worden.Google Scholar
  30. 55.
    Alternativ ist es möglich, den Lichtpuls gleich dem Zeitintervall At zu machen; jedes Teilchen hinterlässt dann eine Spur. Diese Variante wird deshalb Laser Tracking Anemometrie (LTA) genannt.Google Scholar
  31. 56.
    Einen Überblick über die Schallmessungen in Strömungen hat v. Heesen (2000) vorgelegt. Siehe dazu auch Engler et al. (1989).Google Scholar
  32. 57.
    Englisch: self-noise.Google Scholar
  33. 58.
    Konen und die dazugehörigen Datenblätter über deren Spektren sind im Handel erhältlich.Google Scholar
  34. 59.
    Nach George (1996). Nach Grosche and Stiewitt (1978) lassen sich auf der Glockenkurve Abstände bis ± 0,1w noch sicher bestimmen.Google Scholar
  35. 61.
    Nach Helfer (2000) kann auch ein Parabolspiegel verwendet werden. Das mit dem Vorteil, dass man diesen in Form einer Satellitenantenne („Schüssel“) kaufen kann.Google Scholar
  36. 62.
    Englisch: microphone array, genauer: phased array of microphones. Wird auch akustische Antenne oder akustische Kamera genannt.Google Scholar
  37. 63.
    Ein derartiges Verfahren wurde erstmals von Billingsley and Kinns (1976) zur Ortung von stationären Schallquellen eingesetzt; sie nannten es „akustisches Teleskop“. King and Bechert (1979) haben diese Technik auf bewegte Objekte erweitert; eine ausführliche Beschreibung ist von Barsikow et al. (1984, 1989) sowie von Barsikow (1996) angefertigt worden. Eine neuere Darstellung findet sich bei Michel (2000).Google Scholar
  38. 64.
    Beim „Abschatten“ werden die einzelnen Messwerte nach einer Methode von Dolph-Tschebyscheff bewertet; die Theorie dazu siehe Barsikow et al. (1984).Google Scholar

Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden 2002

Authors and Affiliations

  • Wolf-Heinrich Hucho

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