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Automobil - Umströmung

Sprache   Deutsch Englisch
Die Umströmung von fünf sehr unterschiedlichen Automobiltypen   (Bitte die Symbole anklicken !)   =   Oldtimer     ==>   Sportwagen     ==>   Cabriolet     ==>   BionicCar     ==>   Rennauto     =   ist hier dargestellt, näherungsweise zweidimensional berechnet. Die Bilder sind mit einem 2D-Navier-Stokes-Solver errechnet worden:   für turbulente Anströmung gemäß dem k,ε-Turbulenzmodell, Geschwindigkeit 100 km/h in Luft bei 20 °C und 1 bar, diskretisiert in 400 × 300 Punkte (beim Rennauto wegen der schmalen Profile mit 1200 × 900 Punkten) sowie mit den Randbedingungen:   Zuströmung links, Abströmung rechts, Wandhaftung unten, Rutschen oben.

Skala   Oldtimer
Skala   Sportwagen
Skala   Cabriolet
Skala   BionicCar
Skala   Rennauto

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space Die obere Bildreihe zeigt die Stromlinien und die farbkodierte Stromfunktion Ψ. Ausgeprägte Verwirbelungsgebiete insbesondere hinter dem Oldtimer sind zu sehen. Die untere Bildreihe zeigt den statischen Druck in Form von Isobaren und als farbkodierte Druckverteilung vom Totaldruck 1,01783 bar bei rot , über den Atmosphärendruck 1,01325 bar bei gelb , bis 1 bar und etwas darunter bei blau. Im Staupunkt ist der statische Druck jeweils gleich dem Totaldruck und maximal. Oben und hinter jedem Automobil herrscht Unterdruck. Je enger die Isobaren, desto stärker der Druckabfall.

Die Differenz zwischen Überdruck vor und Unterdruck hinter dem Automobil kennzeichnet den Widerstands-Beiwert CW , der üblicherweise in einem Windkanal durch Kraftmessung bestimmt wird; unten sind die CW-Werte gemäß Herstellerangaben angegeben. Für ein BionicCar soll der erstaunlich kleine CW-Wert von 0,095 gemessen worden sein. Mit dem Programm   Drag.c   bzw. Drag.f   im Verzeichnis "Tools" wurde versucht, den CW-Wert durch Integration des statischen Druckes über der Automobil-Kontur zu berechnen. Dabei sind die Zahlenwerte 1,54 / 0,60 / 0,72 / 0,67 / 0,01 für diese Automobiltypen mit der Diskretisierung 600 × 300, bzw. beim Rennauto 1200 × 900 Punkte, berechnet worden. Je feiner die Diskretisierung, desto kleiner die CW-Werte, aber desto länger dauert auch die Berechnung.


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