Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Kräfte und Momente auf angeströmte Körper. Definitionen Auftrieb = Kraft senkrecht auf die Anströmrichtung Strömungswiderstand = Kraft in Richtung der.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Kräfte und Momente auf angeströmte Körper. Definitionen Auftrieb = Kraft senkrecht auf die Anströmrichtung Strömungswiderstand = Kraft in Richtung der."—  Präsentation transkript:

1 Kräfte und Momente auf angeströmte Körper

2 Definitionen Auftrieb = Kraft senkrecht auf die Anströmrichtung Strömungswiderstand = Kraft in Richtung der Anströmung

3 Helmholtzsche Wirbelsätze Der Auftrieb Dynamischer Auftrieb entsteht, wenn: ein Körper angeströmt wird und ein Körper angeströmt wird und In reibungsfreier Strömung kann keine Zirkulation entstehen In reibungsfreier Strömung kann keine Zirkulation entstehen eine Zirkulation der Strömung um den Körper vorhanden ist eine Zirkulation der Strömung um den Körper vorhanden ist

4 Der hintere Staupunkt liegt bei positivem Anstellwinkel auf der Profiloberseite Tragflügelumströmung ohne Zirkulation Tragflügelumströmung mit sehr großer Zirkulation Der hintere Staupunkt liegt auf der Profilunterseite Tatsächliches Strömungsfeld Zirkulation stellt sich so ein, dass keine Umströmung der Hinterkante erfolgt

5 Eine derartige Strömungsumlenkung an der Hinterkante erfordert ein Druckgefälle quer zu den Bahnlinien Etappen der Auftriebsentstehung Gemäß Bernoulliglg. müsste dort auch die Strömungsgeschwindigkeit unendlich groß sein An der Hinterkante ist daher zu Beginn ein Unterdruck erforderlich. Bei scharfer Hinterkante müsste dieser Unterdruck sogar unendlich groß sein Ein anfangs ruhender Flügel wird in Bewegung gesetzt Unterdruck Druckgefälle Reibungserscheinungen an der Oberfläche des Flügels spielen noch eine untergeordnete Rolle Im ersten Moment bildet sich daher ein drehungsfreies Strömungsfeld – die Hinterkante wird bei positivem Anstellwinkel von der Unter- zur Oberseite umströmt

6 Teilchen nehmen nicht den Weg an die Oberseite sondern einen Weg mit einem größeren Krümmungsradius Das für die völlige Umlenkung der Strömung erforderliche hohe Druckgefälle quer zu den Bahnlinien kann sich nicht ausbilden Die Strömung beginnt sich einzurollen Gleichzeitig löst der so entstehende Wirbel an der Hinterkante ab und bleibt hinter dem Flügel zurück Tatsächlich verhindert die Reibung in Wandnähe die Entstehung derartig großer Strömungsgeschwindigkeiten

7 Die Geschwindigkeit der Teilchen in der Umgebung der Hinterkante ist größer als die Geschwindigkeit der Parallelströmung Der Unterdruck im Bereich der Hinterkante saugt das Fluid an der Profiloberseite nach Das Geschwindigkeitsniveau an der Profiloberseite erhöht sich im Vergleich zur Profilunterseite – Zirkulation um den Flügel entsteht Der Flügel beginn Auftrieb zu erzeugen Kuttasche Abflussbedingung: An der Hinterkante strömt das Fluid glatt ab Hinter dem Flügel bleibt ein Anfahrwirbel zurück

8 Entstehung der Zirkulation und die Helmholtzschen Wirbelsätze Unter dem Einfluss der Reibung entsteht die Zirkulation um den Flügel und zugleich ein entgegengesetzt drehender Anfahrwirbel Diese flüssige Linie, verläuft ganz im Bereich der reibungsfreien Außenströmung. Die Zirkulation längs dieser Linie bleibt daher Null. Längs einer flüssigen Linie, die den anfangs ruhenden Tragflügel umschließt, ist die Zirkulation zu Beginn Null. Die betrachtete flüssige Linie umschließt den Tragflügel und den zurück bleibenden Anfahrwirbel Die Zirkulation um den Tragflügel und der Anfahrwirbel sind gleich stark

9 Einfluss der Reibung auf Auftrieb und Auftriebsentstehung Erst die Reibung sorgt dafür, dass ein Auftrieb entstehen kann Hat sich die Zirkulation einmal ausgebildet, spielt sie keine für den Auftrieb entscheidende Rolle mehr Nur ein Resteinfluss bleibt bestehen An der Hinterkante treffen die Grenzschichten von Ober- und Unterseite zusammen Die Grenzschicht an der Oberseite ist dicker als die an der Unterseite Das Abströmen erfolgt nicht symmetrisch sondern ist leicht nach oben verschoben Dies bedeutet eine Verminderung der Zirkulation

10 Der Strömungswiderstand Reibungswiderstand: Der Widerstand zu Folge der Schubspannungen an der Körperoberfläche Druckwiderstand: Der Beitrag der Druckkräfte an der Körperoberfläche Der Druckwiderstand unterteilt sich weiter in Formwiderstand Wellenwiderstand Induzierter Widerstand Die Grenzschicht verdrängt die Außenströmung. Dadurch ändert sich die Druckverteilung an der Oberfläche. Das Resultat ist ein zusätzlicher Druckwiderstand In Überschallströmung bildet sich ein Wellensystem, das zu einem Druckwiderstand führt. Bei einem Tragflügel endlicher Streckung bildet sich an den beiden Flügelenden ein nach hinten abgehendes Wirbelsystem


Herunterladen ppt "Kräfte und Momente auf angeströmte Körper. Definitionen Auftrieb = Kraft senkrecht auf die Anströmrichtung Strömungswiderstand = Kraft in Richtung der."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen