Selbsterregte Schwingungen meerestechnischer Konstruktionen

Zusammenfassung

Stationär angeströmte Widerstandskörper mit bestimmten scharfkantigen Profilen werden oberhalb einer kritischen Anströmgeschwindigkeit quer zur Anströmung “von selbst” — d.h. ohne einen erkennbaren periodischen Anregungsmechanismus wie etwa bei der Kármánschen Wirbelstraße- zu Schwingungen angeregt. Diese den Flatterschwingungen von Tragflügeln vergleichbaren Schwingungen sind das Ergebnis einer konstruktiv bedingten dynamischen Instabilität. Das Phänomen wird vom englichen Sprachgebrauch her auch im Deutschen als Galloping bezeichnet. Damit wird bereits anschaulich zum Ausdruck gebracht, daß die Schwingungsamplituden kontinuierlich mit wachsender Anströmgeschwindigkeit zu gefährlich großen Werten anwachsen. Maßgebend dafür, daß eine Galloping-Instabilität vorliegt, sind die beiden Bedingungen, daß bei einem gegen die Anströmrichtung positiven Anstellwinkel des Profils eine negative Quertriebs- oder Auftriebskraft (also eine Abtriebskraft) erzeugt wird und daß die dem strömenden Medium entzogene Energie größer als die durch Dämpfung vernichtete Energie ist. Das Galloping-Phänomen wurde erstmals für einen Widerstandskörper mit einem Halbrundprofil, welches zur stumpfen Seite hin angeströmt wird, beschrieben [14, 48].