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Cw < O,3 ! Dabei kein Auftrieb-- auch wenn kein Krawallbügel auf dem Heck ??


Satiro

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Satiro:

im Eingangspost dieses Threads und auch in Botzelmann's Thread hast Du immer wieder darauf hingewiesen, wie gut und beispielhaft doch das Ferrari CS Heck sei. Und schön dazu. Nun präsentierst Du uns Daten, die das CS-Heck in einem -für Deine Vorstellungen- verbesserungswürdigen Zustand zeigen. Zudem widerspricht Dein Verbesserungsvorschlag Deinem Threadtitel.

Mein Vorschlag: versuch' es doch mal mit fundierter Recherche, bevor Du Thesen formulierst. Oder belasse es wenigstens bei Hypothesen, wenn Dir das saubere Recherchieren zu mühselig ist.

Tut mir leid, aber das enttäuscht mich ziemlich. So schnell kann ich keine Daten zusammenstellen, wie Du ohne Nachzudenken schiesst.

Peter:

jetzt bin ich es, der Pillen braucht. Aber die andere Sorte bitte.

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Also ich bin mal gespannt, was Matelko beizutragen hat. Ich hätte auch noch einige Anmerkungen zu machen.

Satiro hat in gewisser Hinsicht schon recht, wenn er versucht bei einem Stufenheckfahrzeug mit Hilfe eines Abrißes am Dach einen relativ abrupten Druckanstieg herzustellen, der über dem verbleibenden Fahrzeugheck zumindest den Auftrieb in diesem Bereich vermindert und in gewisser Weise auch im oberen Bereich des hinteren Fahrzeugteiles dadurch den Widerstand positiv beeinflußt.

Aber um so vorzugehen müssen erst einmal die konkreten Entwicklungsziele klar sein:

1) Was für einen Wagen wollen wir eigentlich entwerfen und welches Ziel verfolgen wir in bezug auf den Auftriebsbeiwert?

2) Soll es eine Stufenhecklimousine werden oder ein Kombi oder ein extrem flacher Mittelmotorsportwagen?

Das kann ganz unterschiedliche Vorgehensweisen nach sich ziehen.

Wenn wir z.B. mit einem Heckspoiler fahren oder wie beim Erator ein extrem flaches Heck mit einer nahezu senkrecht stehenden Abrißplatte (oder wie auch immer man das Ding nennen will; Flap?), dann ist ein Abriß irgendwo am Dach kurz hinter dem Fahrer nicht unbedingt so sinnvoll, da der Spoiler eben nicht mehr gescheit angeströmt werden kann.

Bei einem Stufenheck, wie beim Z3, sieht das ganz anders aus. Da kommen auf der Höhe der Kofferraumkante sowieso nur noch ein Haufen Wirbel an. Dann kann man auch versuchen den Abriß an der Dachkante gezielt zu beeinflussen.

Prinzipiell würde ich bei einem Mittelmotorsportwagen so vorgehen, dass ich versuchen würde zunächst ohne einen Abriß am Dach auszukommen.

Wenn man ein Profil entwirft wird man schließlich auch nicht von vorneherein einen Turbolator zum Erzeugen eines laminar-turbulenten Umschlags vorsehen, sondern dies erstmal rein durch die geschickte Vorgabe der Druckverteilung beim Profilentwurf versuchen.

Wiederum anders sieht es z.B. beim Entwurf eines Laminarprofiles aus, bei dem man von vorneherein auf einen extrem späten Hauptdruckanstieg in Kombination z.B. mit einen Zackenbandturbolator setzt. Die verlängerte laminare Laufstrecke überkompensiert dann quasi den Widerstandszuwachs durch den Turbolator.

Dann muß man wiederum unterscheiden in welchen Reynoldszahlbereich man das machen will. Bei einigen 100000 funktioniert das nicht, bei einigen Millionen jedoch schon und im ganz hohen Re-Zahlbereich wieder nicht.

usw. usw. ...

Ähnlich denke ich muß man auch im Fahrzeugbereich unterscheiden, was für einen Art von Fahrzeug man eigentlich entwerfen will und dann entsprechend vorgehen.

Daher würde ich es erstmal ohne senkrechte Heckscheibe probieren, wenn es gelingt das Entwicklungsziel bzgl. des Ca-Werte auch so zu erreichen und somit nicht unnötig beim Widerstand Performance zu verschenken.

Wobei hier nicht davon ausgehe, daß es gelingt den zusätzlichen Widerstand, der durch die am Dach abreißenden Wirbel erzeugt wird, durch den Druckanstieg hinter dem Fahrzeug überzukompensieren.

Beim McLaren F1 ist es gelungen das Entwicklungsziel bzgl. Ca mit einer flachen Heckscheibe zu erreichen. Bei anderen Fahrzeugen mag es wiederum nicht gehen. Allerdings muß man anmerken, dass beim F1 die Unterbodenströmung auch zusätzlich gezielt durch den Einsatz einer aktiven Absaugung beeeinflußt wird. Dies wiederum beeinflußt die Druckverteilung am gesamten Fahrzeug, da wir natürlich noch im Unterschall sind und dort eine Veränderung an einem Punkt des Strömungsfeldes auch das gesamte Strömungsfeld in alle Richtungen (auch von hinten nach vorne!) beeinflußt. Vielleicht kann ich hierzu später noch 2 Bilder einfügen.

Übrigens ist ein Prototyp des F1 dadurch zerstört worden, daß man bei einer Hitzerprobung in Namibia eine Motorabdeckung weggelassen hat und somit die Unterbodenströmung nicht mehr funktioniert hat. Bei ca. 150 mph, wenn ich mich recht erinnere, ist es dann zum Crash und der völligen Zerstörung des Fahrzeuges gekommen. Glücklicherweise war die Sicherheitszelle gut geung um dem Testfahrer das Überleben zu ermöglichen.

Bei der Profilentwicklung kann man nun gezielt eine Druckverteilung vorgeben und dann über relativ komplizierte und aufwendige mathematische Verfahren die Profilgeometrie errechnen.

Bei der aerodynamischen Auslegung eines Fahrzeuges kann man so nicht vorgehen (, wobei mir hier zugegebenermaßen etwas die Erfahrung fehlt). Man wird mit einer Art Grundkörper anfangen und dann versuchen diesen zu optimieren. Je nach Grundkörper kann dann halt mal die eine oder die andere Art der Auslegung erfolgreich sein.

Es ist nunmal ein Unterschied, ob man einen Golf, eine Stufenhecklimousine, einen Kombi, einen Straßensportwagen, einen Sportprototypen oder ein Formelfahrzeug entwickelt.

Um nun zum Mittelmotorstraßensportwagen zurückzukommen, würde ich zunächst versuchen mit einer schrägen Heckscheibe zu arbeiten und damit mein Ca-Entwicklungsziel zu erreichen. Wenn das gelingt ist es o.k. und man wird höchstwahrscheinlich einen guten CW-Wert erhalten.

Wenn es beim Ca nicht reicht, z.B. aufgrund einer ungünstigen Vorgabe des Grundkörpers aus der Designabteilung, dann muß man sich halt überlegen, wo man weiter ansetzen will. Beim Unterboden, bei der Heckscheibe, beim Heckspoiler, bei der Front, bei aktiven Maßnahmen (Absaugung, Absenkung des Fahrzeuges) oder eben alles zusammen kombiniert.

Mir widerstrebt es halt unnötig bei der Heckscheibe in Bezug auf den CW-Wert zu verschenken, wenn es u.U. auch anders gehen kann (wie auch schon vielfach bei den verschiedensten Firmen erfolgreich praktiziert).

Wenn wir aber maximalen Abtrieb erreichen wollen, dann wird man kaum um eine massive Verspoilerung evtl. mit einem massiven Groundeffekt und Sideskirts herumkommen. Dann wären wir allerdings nicht mehr im Straßen-, sondern im Rennwagenbereich.

Also ich bin mal gespannt, was Matelko beizutragen hat. Ich hätte auch noch einige Anmerkungen zu machen.
Worauf beziehst Du das jetzt? Ich habe soeben meinen tiefen Frust über gewisse Verhaltensweisen geäußert. Nachdem ich die VW-Daten präsentiert habe.

@Matelko

Also mein 21:28 Uhr Post gehört chronologisch vor den Deinen 20:46 Uhr Post und nach Erators 19:55 Uhr Post.

So schnell bin ich nun mal auch nicht mit dem Schreiben. Hilfe!

Ich muß erstmal eure nachgehenden Posts durchgehen, wobei ich im Überfliegen schon gesehen habe, daß Du genau das schreibst, was ich ausdrücken wollte:

Nämlich, dass der Vorteil, der durch die senkrechte Heckscheibe beim Ca gewonnen wird, mit einen starken Widerstandsanstieg verbunden ist.

Dieses Vorgehen kann bis zu einem gewissen Grad bei einem Golf oder einem Corrado funktionieren. Gleichzeitig muß es aber nicht unbedingt die richtige Vorgehensweise für einen F430-artigen Sportwagen sein!

Man muß hier unterscheiden und kann meiner Meinung nach nicht alle Vorgehensweisen für verschiedene Fahrzeugtypen in gleichem Maße erfolgreich anwenden!

Wobei beim Gallardo die senkrechte Heckscheibe gewählt wurde und er bei hohen Geschwindigkeiten sehr stabil sein soll. Allerdings ist die Höhe der senkrechten Heckscheibe beim Gallardo in absoluten Abmessungen auch nicht so groß und in der Tat besitzt der Gallardo keinen guten Cw-Wert, wobei dies wiederum nicht ausschließlich auf die senkrechte Heckscheibe zurückzuführen sein muß, sondern auch zumindest teilweise auf das schon sehr kantige Grunddesign zurückgehen kann.

Ohne wirklich fundierte Meßergebnisse sind wir hier halt doch etwas aufgeschmissen und müssen verhältnismäßig viel spekulieren.

@Satrio

Es hilft nichts hier beleidigt abzuziehen. Verschiedene Konzepte können nun mal unter verschiedenen Randbedingungen unterschiedlich sinnvoll sein. Vielleicht etwas ungeschickt ausgedrückt, aber ich hoffe, daß man es versteht.

Deine Beobachtung bzgl. der Flugzeugprofilveränderung im Landanflug ist schon richtig, aber wir sprechen hier von Autos und nicht von Tragflügeln!

Autos sind an sich schon aus aerodynamischer Hinsicht eine Katastrophe und nicht unbedingt in allen Belangen mit einem richtigen Strömungskörper oder einem Tragflügel vergleichbar, auch wenn der Vergleich mit der Störklappe in gewisser Hinsicht schon das richtige Analogon darstellt!

Fährt man beim Tragflügel beispielsweise eine Störklappe aus, dann bricht in diesem Bereich u.U. der Auftrieb völlig zusammen und das Flugzeug sinkt schneller. Das ist natürlich auch erwünscht. Was dann mit dem Widerstand geschieht ist aber völlig wurscht. Der wird richtig stark ansteigen, aber das will man auch im Landeanflug!

Unser Wagen soll aber doch nicht ständig als eine Art Bremsklappe rumfahren!

Wobei unter bestimmten Umständen die senkrechte Heckscheibe wiederum nicht schlecht sein muß, wie oben schon geschrieben. Es ist halt nicht immer alles schwarz oder weiß, sondern wir haben eine großen Graubereich, in dem mal das eine und mal das andere Konzept sinnvoll sein kann.

Ich sehe mich übrigens nicht in der Lage eindeutig pro Gallardo oder pro F430 Auslegung zu stimmen. Allerdings tendiere ich stärker pro F430, respektive in Richtung der McL F1 Alternative mit zusätzlichen aktiven Maßnahmen.

Übrigens, wenn man die Störklappen (Bremsklappen, auch genannt Sturzflugbremsen) über den ganzen Tragflügel ausdehnen wollte, dann würde der Flieger wie ein Stein vom Himmel fallen.

Das wäre so ähnlich, als wenn wir ständig einen Bremsfallschirm hinter unserem Sportwagen herziehen würden.

@ Olaf

Es wäre wirklich interessant, wenn sich der Senior dazu motivieren ließe bei Gelegenheit einen kleinen Beitrag über die aerodynamische Auslegung von Imperator und 112i zu machen. Damit ließen sich sicher sehr viele Fragestellungen auf einmal erschlagen.

CP (bezieht sich auf Deinen 23:17 post):

So isses. Ich habe versucht, es einfacher darzustellen und bin deshalb zunächst mal bei VW geblieben. Auch wenn man die Zahlen nicht von einem Winkanal zum anderen übertragen kann, sollte die Tendenz der Zahlen einiges aufzeigen. Ich hab's ganz bewußt bis an den Rand des Vertretbaren vereinfacht. Schön, daß Dein Nachschlag das nochmal relativiert - dann kann sich jeder das rauspicken, was ihm einleuchtender erscheint.

matelko und CP kann man sehr gut verstehen.

Warum schafft das DU nicht Satiro?

Ich habs dann auch kapiert worum es gehen soll, aber wozu??

Jetzt wollte ich euch beide eben mit Fleißkärtchen zu schütten, aber ich kann keine mehr abgeben.

Ich werde mal Senior anfragen ob er Lust hat hier zu helfen. Aber er hat sehr wenig Zeit.

Aber vielleicht kann trotz allem Satiro uns mal in einem Satz erklären was sein Ziel ist? BITTE

Ich hatte den Eindruck, daß der erste Teil im wesentlichen nur eine Zusammenfassung der bisherigen Erkenntnisse war und der zweite Teil eigentlich zu weit vom Thema abschweifte.

Aber da der Beitrag offensichtlich doch von Interesse zu sein scheint, stelle ich ihn hiermit wieder ein:

Wiedereinstellung des Beitrags von 00:27 Uhr:

===============================

Ich habe jetzt nochmals die vorherigen Posts in Ruhe gelesen und muß sagen, daß Matelkos Diagramm zu Schräg- und Vollheck den Nagel auf den Kopf trifft:

a) Satiros Optimierungsansatz geht Richtung phi>30°. Dies ist zwar nicht falsch, jedoch sozusagen Cw limitiert.

B) Der Ansatz der schrägen Heckscheibe für phi<30° bringt demgegenüber Vorteile beim Cw-Wert, bei etwas schlechterem Ca.

Wenn B) mit akzeptablen Ca-Werten erreicht werden kann, dann ist das meiner Meinung nach der bessere Weg. Insbesondere wenn man noch andere Maßnahmen zur Auftriebsreduzierung ergreifen kann.

A C H T U N G___O F F T O P I C:

=====================

Betrifft nicht die Automobilaerodynamik:

@Satiro:

Strömungsabriss an einem Flugzeugflügel z.B. infolge von Vereisungen, die Wirbel generieren, welche die Strömung nicht mehr an der Tragfläche ?ankleben? lassen, haben schon Flugzeuge abstürzen lassen.

Und wer schon mal im Flieger einen Fensterplatz über einer linken oder rechten Tragfläche hatte, der hatte auch Gelegenheit, beim Landeanflug zu beobachten wie da oben im vorderen Drittel der Tragfläche kurzfristig immer wieder mal so kleine zaunartige Stege (fences ) ausfuhren und gleich auch wieder im Tragflächenprofil verschwanden.

Nein das waren keine Bremsklappen, denn jedes Mal, wenn diese Dinger hochkommen, kann man im Magen verspüren, dass infolge von plötzlichem Strömungsabriss das ganze Flugzeug fast senkrecht um einige Meter nach unten absackt.

So wie Du das beschreibst müssen das Bremsklappen sein. Die gibt es allerdings auch in einer Ausführung dahingehend, daß sie teilweise durchlässig sind, damit der Auftrieb nicht vollständig an dieser Stelle zusammenbricht. Die Position von 1/3 Profiltiefe stimmt ebenfalls exakt für Bremsklappen/Störklappen. Auch das kurzzeitige und u.U. nur teilweise Ausfahren, sowie das Durchsacken sind charakteristisch für die Funktion von Bremsklappen/Störklappen.

Ich meine hier übrigens keine Hinterkantenbremsklappen!

Fences im Sinne von Grenzschichtzäunen sind wieder etwas Anderes. Die stehen aber parallel zur Anströmung und stören diese nicht. Vielmehr dienen sie dazu die Grenzschicht zu stabilisieren und eine Abwanderung dieser nach außen zur Flügelspitze beim Pfeilflügel zu verhindern.

Außerdem gibt es noch sogenannte Splitterplates, die ähnlich wie Grenzschichtzäune funktionieren, aber viel kleiner sind und nicht über die gesamte Profiltiefe verlaufen. Davon sind viele über den gesamten Tragflügel verteilt und ebenso wie die über die gesamte Profiltiefe verlaufenden Grenzschichtzäune nicht einfahrbar.

Ein Beispiel für Grenzschichtzäune findet man an der Mig 15, wenn ich mich recht entsinne. Auch bei verschiedenen Nurflügeln fanden sie Anwendung.

Jedoch sind es eigentlich Hilfsmittel um gewisse Unzulänglichkeiten in der arodyn. Auslegung des Pfeilflügels im Langsamflug zu reparieren.

(Stichwort asymmetrischer Strömungsabriß im Langsamflug; typische Nurflügelprobleme)

Die Splitterplates dienen eher der Grenzschichtstabilisierung im Transschall, wenn ich mich recht entsinne.

Dann gibt es noch eine Art Gitter in Verbindung mit der Grenzschichtabsaugung bei Kampfflugzeugen. Das ist aber nochmals etwas ganz Anderes.

Außerdem gibt es dann noch verschiedene Varianten von Nasenklappen und Vorflügeln. Sie dienen aber der Auftriebserhöhung meist in Verbindung mit Wölbklappen oder 2 bis 3 stufigen Klapensystemen an der Hinterkante. Das kann man aber eigentlich nicht mit Bremsklappen verwechseln.

An welchem Flugzeugtyp hast Du denn diese zaunartigen Stege beobachtet, die angeblich keine Bremsklappen sein sollen?

Ich kann mir eigentlich momentan nichts Anderes als Brems-/ Störklapen darunter vorstellen.

modified8xw.jpg

Satiro hat in gewisser Hinsicht schon recht, wenn er versucht bei einem Stufenheckfahrzeug mit Hilfe eines Abrißes am Dach einen relativ abrupten Druckanstieg herzustellen, der über dem verbleibenden Fahrzeugheck zumindest den Auftrieb in diesem Bereich vermindert und in gewisser Weise auch im oberen Bereich des hinteren Fahrzeugteiles dadurch den Widerstand positiv beeinflußt.
Nun, wenn ich mir in diesem Zusammenhang das obige Bild ansehe, dann würde direkt über der Kofferraumklappe der besagte Unterdruck entstehen. Wenn diese jetzt nicht verschlossen wäre, dann würde sie bedingt durch den "Sog" einfach aufgehen. Da sie aber verschlossen ist, wirkt der "Sog" auf das Heck des Wagens und versucht eben genau dieses anzuheben! Das bedeutet für mich aber nicht "Abtrieb", sondern "Auftrieb"!!! - Der Unterdruck muß einen Sog zwischen Wagenkarosse und Straße herstellen. Demnach sollte der Unterdruck/Sog also wohl erst hinter dem Fahrzeug entstehen. Alles andere macht für mich keinen wirklichen Sinn. Eine Abrisskante muß also am äußersten Ende des Hecks vorhanden sein.....Zumindest beim Stufenheck! Ist dieses nicht praktikabel, so verlegt man besagte Abrisskante einfach unter das Fahrzeug = Heckdiffusor.

Klar was ich meine?:(

Als Jungendlicher hatte ich mal einen "eckigen" Golf 1.......mit Zender-Dachkantenheckabrissspoilerlippe! - Sah geil aus und hat echt was gebracht: Hatte immer eine völlig verdreckte Heckscheibe! - Toll!

Die rund 200 km/h, welche mein damaliger 140PS-Golf-1 so brachte, reichten bei weitem nicht aus, um einen wirklich nutzbaren Unterdruck am Heck meines Wagens zu erzeugen. Ich hätte wohl besser den Heckflügel eines alten Countach unter meine Heckstoßstange schrauben sollen.....das hätte wohl mehr gebracht.

Merke: Nicht alles was nach Abtrieb aussieht, ist auch wirklich sinnvoll!

Prinzipiell würde ich bei einem Mittelmotorsportwagen so vorgehen, dass ich versuchen würde zunächst ohne einen Abriß am Dach auszukommen.

Warum wird versucht das Greenhouse so schnell wie möglich nach der B-Säule, Rennwagen der GruppeC, nach unten zu bringen? Um einen langen und ruhigen Anlauf fürs Heck zu bringen.

A: um sauberer Luft für den Flügel zu bekommen

B: um sie schnell zu machen

Als mein Vater in den `70ern/`80ern noch im Prototypenbau in der Forschung und Entwicklung des VW-Werkes in Wolfsburg geschafft hat, da kam er immer nach Hause mit dem Spruch: "Der Wassertropfen ist ideal!" Schneidet man so einen Wassertropfen waagerecht durch und stellt ihn mit 4 Rädern auf die Straße, so sieht er dann aus wie Olaf`s besagter Gruppe C.....oder Christian`s 928er in Rückwärtsfahrt.....oder Isdera`s 1993er Commendatore 112i:

isdera05.gif

Wäre sehr schön und wohl äußerst informativ, wenn Schulz sen. mal SEIN Wissen hier einstellen würde.....Da könnten wir bezüglich des CP-One mal wirklich weiterkommen!

Gruß, Lamberko:wink2:

..

Nun, wenn ich mir in diesem Zusammenhang das obige Bild ansehe, dann würde direkt über der Kofferraumklappe der besagte Unterdruck entstehen. Wenn diese jetzt nicht verschlossen wäre, dann würde sie bedingt durch den "Sog" einfach aufgehen. Da sie aber verschlossen ist, wirkt der "Sog" auf das Heck des Wagens und versucht eben genau dieses anzuheben! Das bedeutet für mich aber nicht "Abtrieb", sondern "Auftrieb"!!! - Der Unterdruck muß einen Sog zwischen Wagenkarosse und Straße herstellen. Demnach sollte der Unterdruck/Sog also wohl erst hinter dem Fahrzeug entstehen. Alles andere macht für mich keinen wirklichen Sinn. Eine Abrisskante muß also am äußersten Ende des Hecks vorhanden sein.....Zumindest beim Stufenheck! Ist dieses nicht praktikabel, so verlegt man besagte Abrisskante einfach unter das Fahrzeug = Heckdiffusor.

Klar was ich meine?

Lamberko, was meinst Du, warum ich "Glaubensfragen" bei technischen Diskussionen ablehne, wie ich oben schonmal gesagt habe?

Messungen (gut, daß sowas in der Technik möglich ist, im Gegensatz zum Glauben) belegen eindeutig, daß 3-Box Limousinen durchaus eine vorteilhaftere Aerodynamik haben, da der Kofferraum als Heckspoiler-Ersatz für Downforce herhalten kann. Wenn Du noch Zugang zu den VW-Daten hast, dann beschaffe Dir doch mal die Windkanal-Ergebnisse vom ESV-1, der unter Prof. Fiala entwickelt wurde. Seine Windkanal-Ergebnisse waren übrigens die Basis zur Entwicklung des Audi 100 von 1982.

Deine verschmutzte Heckscheibe war das Ergebnis der Verwirbelungen (schlechter Cw-Wert!), nicht eines Unterdrucks. Den hast Du auf dem Dach gehabt, aber da stört er nicht weiter. Schau Dir doch bitte nochmal meine Limo-Skizze an mit den Druck-Verteilungen.

Bitte keine Glaubensbekenntnisse à la Satiro, sondern Daten einbringen!

Since the dawn of civilization, mankind has always had a fascination with fluids; whether it is the flow of water in rivers, the wind and weather in our atmosphere, the smelting of metals, powerful ocean currents or the flow of blood around our bodies.

In antiquity, great Greek thinkers like Heraclitus postulated that "Everything flows" ( Panta rhei )

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but he was thinking of this in a philosophical sense rather than in a recognizably scientific way. However, Archimedes initiated the fields of static mechanics, hydrostatics, and determined how to measure densities and volumes of objects. The focus at the time was on waterworks: aqueducts, canals, harbors, and bathhouses, which the ancient Romans perfected to a science.

It was not until the Renaissance that these ideas resurfaced again in Southern Europe when we find great artists cum engineers like Leonardo Da Vinci starting to examine the natural world of fluids and flow in detail again. He observed natural phenomena in the visible world, recognizing their form and structure, and describing them pictorially exactly as they were. He planned and supervised canal and harbor works over a large part of middle Italy. His contributions to fluid mechanics are presented in a nine part treatise (Del moto e misura dell'acqua) that covers water surfaces, movement of water, water waves, eddies, falling water, free jets, interference of waves, and many other newly observed phenomena.

Leonardo was followed in the late 17th Century by Isaac Newton in England. Newton tried to quantify and predict fluid flow phenomena through his elementary Newtonian physical equations. His contributions to fluid mechanics included his second law: F=m.a, the concept of Newtonian viscosity in which stress and the rate of strain vary linearly, the reciprocity principle: the force applied upon a stationary object by a moving fluid is equal to the change in momentum of the fluid as it deflects around the front of the object, and the relationship between the speed of waves at a liquid surface and their wavelength.

In the 18th and 19th centuries, significant work was done trying to mathematically describe the motion of fluids. Daniel Bernoulli (1700-1782) derived Bernoulli's famous equation, and Leonhard Euler (1707-1783) proposed the Euler equations, which describe the conservation of momentum for an inviscid fluid, and conservation of mass. He also proposed the velocity potential theory. Two other very important contributors to the field of fluid flow emerged at this time; the Frenchman, Claude Louis Marie Henry Navier (1785-1836) and the Irishman, George Gabriel Stokes (1819-1903) who introduced viscous transport into the Euler equations, which resulted in the now famous Navier-Stokes equation.

equation4kt.jpg

These forms of the differential mathematical equations that they proposed nearly 200 years ago are the basis of the modern day computational fluid dynamics (CFD) industry, and they include expressions for the conservation of mass, momentum, pressure, species and turbulence. Indeed, the equations are so closely coupled and difficult to solve that it was not until the advent of modern digital computers in the 1960s and 1970s that they could be resolved for real flow problems within reasonable timescales. Other key figures who developed theories related to fluid flow in the 19th century were Jean Le Rond d'Alembert, Siméon-Denis Poisson, Joseph Louis Lagrange, Jean Louis Marie Poiseuille, John William Rayleigh, M. Maurice Couette, Osborne Reynolds, and Pierre Simon de Laplace.

In the early 20th Century, much work was done on refining theories of boundary layers and turbulence in fluid flow. Ludwig Prandtl (1875-1953) proposed a boundary layer theory, the mixing length concept, compressible flows, the Prandtl number, and much more that we take for granted today. Theodore von Karman (1881-1963) analyzed what is now known as the von Karman vortex street. Geoffrey Ingram Taylor (1886-1975) proposed a statistical theory of turbulence and the Taylor microscale. Andrey Nikolaevich Kolmogorov (1903-1987) introduced the concept of Kolmogorov scales and the universal energy spectrum for turbulence, and George Keith Batchelor (1920-2000) made contributions to the theory of homogeneous turbulence.

It is debatable as to who did the earliest CFD calculations (in a modern sense) although Lewis Fry Richardson in England (1881-1953) developed the first numerical weather prediction system when he divided physical space into grid cells and used the finite difference approximations of Bjerknes's "primitive differential equations". His own attempt to calculate weather for a single eight-hour period took six weeks of real time and ended in failure! His model's enormous calculation requirements led Richardson to propose a solution he called the "forecast-factory". The "factory" would have involved filling a vast stadium with 64,000 people. Each one, armed with a mechanical calculator, would perform part of the flow calculation. A leader in the center, using colored signal lights and telegraph communication, would coordinate the forecast. What he was proposing would have been a very rudimentary CFD calculation. The earliest numerical solution for flow past a cylinder was carried out in 1933 by Thom and reported in England:

A.Thom, ‘The Flow Past Circular Cylinders at Low Speeds', Proc. Royal Society, A141, pp. 651-666, London, 1933

Kawaguti in Japan obtained a similar solution for flow around a cylinder in 1953 by using a mechanical desk calculator, working 20 hours per week for 18 months!

M. Kawaguti, ‘Numerical Solution of the NS Equations for the Flow Around a Circular Cylinder at Reynolds Number 40', Journal of Phy. Soc. Japan, vol. 8, pp. 747-757, 1953.

During the 1960s, the theoretical division of NASA at Los Alamos in the U.S. contributed many numerical methods that are still in use in CFD today, such as the following methods: Particle-In-Cell (PIC), Marker-and-Cell (MAC), Vorticity-Stream function methods, Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) methods, and the ubiquitous k - e turbulence model. In the 1970s, a group working under D. Brian Spalding, at Imperial College, London, developed Parabolic flow codes (GENMIX), Vorticity-Stream function based codes, the SIMPLE algorithm and the TEACH code, as well as the form of the k - e equations that are used today (Spalding & Launder, 1972). They went on to develop Upwind differencing, 'Eddy break-up' and 'presumed pdf' combustion models. Another key event in CFD industry was in 1980 when Suhas V. Patankar published " Numerical Heat Transfer and Fluid Flow", probably the most influential book on CFD to date, and the one that spawned a thousand CFD codes.

It was in the early 1980s that commercial CFD codes came into the open market place in a big way. The use of commercial CFD software started to become accepted by major companies around the world rather than their continuing to develop in-house CFD codes. Commercial CFD software is therefore based on sets of very complex non-linear mathematical expressions that define the fundamental equations of fluid flow, heat and materials transport. These equations are solved iteratively using complex computer algorithms embedded within CFD software. The net effect of such software is to allow the user to computationally model any flow field provided the geometry of the object being modeled is known, the physics and chemistry are identified, and some initial flow conditions are prescribed. Outputs from CFD software can be viewed graphically in color plots of velocity vectors, contours of pressure, lines of constant flow field properties, or as "hard" numerical data and X-Y plots.

CFD is now recognized to be a part of the computer-aided engineering (CAE) spectrum of tools used extensively today in all industries, and its approach to modeling fluid flow phenomena allows equipment designers and technical analysts to have the power of a virtual wind tunnel on their desktop computer. CFD software has evolved far beyond what Navier, Stokes or Da Vinci could ever have imagined. CFD has become an indispensable part of the aerodynamic and hydrodynamic design process for planes, trains, automobiles, rockets, ships, submarines; and indeed any moving craft or manufacturing process that mankind has devised.

Quelle :

http://www.fluent.com/about/cfdhistory.htm

schaut auch mal:

http://www.eacc.fluent.com/impressions/gallery.html

ob Ihr von denen dort jemanden schon mal getroffen habt.

(Nein Satiro war dort nicht! :D )

und dann Wünsche ich Euch allen noch einen guten Rutsch in`s NEUE JAHRO:-)

Nun, wenn ich mir in diesem Zusammenhang das obige Bild ansehe, dann würde direkt über der Kofferraumklappe der besagte Unterdruck entstehen. Wenn diese jetzt nicht verschlossen wäre, dann würde sie bedingt durch den "Sog" einfach aufgehen. Da sie aber verschlossen ist, wirkt der "Sog" auf das Heck des Wagens und versucht eben genau dieses anzuheben! Das bedeutet für mich aber nicht "Abtrieb", sondern "Auftrieb"!!!

Also das ist folgendermaßen:

Es gibt ein Gesetz von Bernoulli, das sinngemäß besagt, daß wenn ich eine Strömung beschleunige der Druck in ihr abnimmt. Umgekehrt erhöht sich der Druck, wenn ich eine Strömung verlangsame.

Dein Fahrzeug bewegt sich mit der Geschwindigkeit v durch ein Fluid (hier Luft). Das kann man nun auch so sehen, daß das Fahrzeug steht und von einer Strömung mit der Geschwindigkeit v=v_oo angeströmt wird.

v_oo ist die Geschwindigkeit der Strömung in unendlicher Entfernung vor und hinter dem Fahrzeug.

Nun muß die Strömung dem Fahrzeugkörper ausweichen, da sie nicht durch ihn hindurchströmen kann. Dabei wird sie zunächst beschleunigt. Der Druck sinkt also. Die maximale Geschwindigkeit dürfte je nach Fahrzeug irgendwo in der nähe der vorderen Dachkante Höhe A-Säule auftreten. Es bildet sich die sog. Saugspitze aus. Das ist auf den vorhergehenden Bildern mit den Druckverteilungen schön zu sehen.

Danach wird die Strömung wieder verzögert bis sie hinter dem Wagen wieder

v=v_oo erreicht. Bei dieser Verzögerung steigt ihr Druck wieder auf den ursprünglichen Wert vor dem Fahrzeug (Reibung sei hier vernachlässigt).

Reißt die Strömung nun schon an einer Dachkante über dem Kofferraum (entspricht hinterer Motorhaube beim Gallardo) ab, so wird die Strömung dort stärker verzögert, als dies bei einer an dieser Stelle noch am Fahrzeugkörper anliegenden Strömung der Fall wäre. Dies entspricht dem Schrägheck wie z.B. bei F430. Bei einem Profil würde man vom sog. Hauptdruckanstieg sprechen.

Ein größerer Teil des Druckanstieges wird somit von einer Position hinter dem Fahrzeugheck über das Fahrzeugheck verlagert. Somit wird der Unterdruck ( Auftrieb) an dieser Stelle vermindert. Er wird jedoch nicht zwangsläufig in Richtung eines lokalen Überdrucks verändert!

Absolut gesehen kann dort folglich immer noch Unterdruck herrschen, aber es wird halt weniger Unterdruck sein, als dies bei einer noch anliegenden Strömung der Fall wäre.

Wenn man nun Bilanz über den ganzen Fahrzeugkörper zieht, dann kann dieser Betrag, um den der Unterdruck oberhalb des Fahrzeughecks verringert wurde dazu führen, daß entweder der gesamte Auftrieb nur vermindert wurde oder sogar, falls wir insgesamt einen nur sehr geringen Auftrieb am Gesamtfahrzeug zuvor festgestellt hatten, sich nun unter der Strich ein Abtrieb am Gesamtfahrzeug einstellt.

Das Problem bei der ganzen Sache ist nur, daß der Gewinn beim Auftriebsbeiwert Ca nicht ohne negative Folgen für den Widerstandsbeiwert Cw ist. Daher plädiere ich dafür diesen Ansatz zur Auftriebsreduzierung zunächst nicht zu wählen, wie bereits mehrfach erwähnt.

Kann man obiges Nachvollziehen?

Nachsatz:

Auch sollte man beachten, daß sich im Unterschall eine Änderung des Strömungsfeldes immer mehr oder weniger stark auf alle Teile des Strömungsfeldes auswirken. Auch auf Teile die in Strömungsrichtung vor der eingebrachten Änderung liegen.

Kann sein, dass der Nachsatz an dieser Stelle eher verwirrt, daher bei Nichtverständnis hier nicht beachten.

(...)

Messungen (gut, daß sowas in der Technik möglich ist, im Gegensatz zum Glauben) belegen eindeutig, daß 3-Box Limousinen durchaus eine vorteilhaftere Aerodynamik haben, da der Kofferraum als Heckspoiler-Ersatz für Downforce herhalten kann.

Ist klar, aber wenn ich nun beim 3-Boxer eine Abrisskante an´s Dachende pappe (nicht an´s Kofferraumende!) , zerstöre ich dann nicht das von Dir genannte (fettgedruckte) Prinzip?:(

(Ist eine ernstgemeinte Frage!)

(...)

Wenn Du noch Zugang zu den VW-Daten hast, dann beschaffe Dir doch mal die Windkanal-Ergebnisse vom ESV-1, der unter Prof. Fiala entwickelt wurde. Seine Windkanal-Ergebnisse waren übrigens die Basis zur Entwicklung des Audi 100 von 1982.

Sorry, ich bin seit 1988 nicht mehr bei VW tätig.....

....und mein alter Herr ist seit 4 Jahren Rentner. Ich kenne aber noch die Zeit von diesem 3-rädrigen VW-Forschungswagen (Scooter?). Auch da haben wir im weitesten Sinne wieder diesen Wassertropfen. Meine VW-Karriere endete beim Start des Corrado G60.....

....für dessen Seitenteil-Stanzform ich (teilweise) verantwortlich bin.:stolzbin:

(...)

Deine verschmutzte Heckscheibe war das Ergebnis der Verwirbelungen (schlechter Cw-Wert!), nicht eines Unterdrucks. Den hast Du auf dem Dach gehabt, aber da stört er nicht weiter. Schau Dir doch bitte nochmal meine Limo-Skizze an mit den Druck-Verteilungen.

Meine Logik sagt jetzt aber, dass dieses eben der unerwünschte Auftrieb, oder besser "Sog nach oben", ist. Bin wirklich kein Aerodynamiker......Wurde mein Golf nun gen Himmel "gesogen"?:???:

(...)

Bitte keine Glaubensbekenntnisse à la Satiro, sondern Daten einbringen!

Stimmt, darum sollte ich mich wohl aus diesem Thema raushalten.....Hast völlig Recht!:hug:

Gruß, Lamberko

..

**Edit**

CP war schneller....Hab´s verstanden -:danke:

Danke, CP!!!

Mein Tag ist doch noch gerettet.

Offensichtlich bin ich durch die unzähligen philosophischen Äußerungen unseres Lutz Satiro doch schon zu sehr und unnötig aus der Ruhe geraten, um so eine Antwort zu bringen.

Gut, daß wenigstens einer noch die Ruhe bewahrt!

Ich werde in Zukunft auch nur noch im Internet herumsurfen und fremde Texte hier ins Forum reinkopieren - als Ersatz für eigenes Wissen :-(((° !

Das ist wohl nicht Sinn und Zweck!! Wer hier Ahnung hat und wer nicht, ist mehr als offensichtlich.

Auch wenn man mit wilden Thesen um sich wirft, wird aus einem Bluffer kein Wissenschaftler.

Das Halb- und Pseudowissen entpuppt sich leider immer mehr als wirres Zeug.

P.S.: Ich muß wohl nicht extra erwähnen, wen ich meine...

Ist klar, aber wenn ich nun beim 3-Boxer eine Abrisskante an´s Dachende pappe (nicht an´s Kofferraumende!) , zerstöre ich dann nicht das von Dir genannte (fettgedruckte) Prinzip?

Nein, im Gegenteil.

Meine Logik sagt jetzt aber, dass dieses eben der unerwünschte Auftrieb, oder besser "Sog nach oben", ist. Bin wirklich kein Aerodynamiker......Wurde mein Golf nun gen Himmel "gesogen"?
Verzeih' mir die Verbesserung: Du verwechselst Logik mit Plausibilität und Glauben.

Stimmt, darum sollte ich mich wohl aus diesem Thema raushalten.....Hast völlig Recht!
Nein, so war das bestimmt nicht gemeint. Ich bin noch immer ziemlich verärgert über unseren Lutz Satiro, und Du warst der Blitzableiter. Ich muß mich an die eigene Nase packen.

Übrigens: eine Kommunikation entsteht immer erst dann, wenn man Fragen stellt, und nicht gleich mit Antworten kommt.

Nix für ungut!

Ich finde es einfach klasse wie sich CP und Matelko hier Mühe geben. Da kommt ja schon fast eine Diplomarbeit zusammen X-)

Großes Kino hier, so kann die Zeit im Urlaub auch verbracht werden.

Vielen Dank für die netten Beiträge!!

:-))!:sensation

PS: Ich vergaß, der perfekt aerodynamische Körper ist 6 mal so lang wie sein Durchmesser. Vorne rund und hinten spitz.

Es gibt auch ein Rekordwagen der genau so aussieht. Ich habe leider kein Bild.

@ Satiro

Kein Mensch kann hier etwas mit Navier-Stokes Gleichungen anfangen!!!

(Wer es doch kann klinke sich bitte sofort hier ein, da er uns dann wahrscheinlich sehr, sehr viel über Aerodynamik erzählen kann!)

Auch bringt uns die Geschichte der Aerodynamik und die Entwicklung von CFD und DNS hier überhaupt nicht weiter.

Versuche doch bitte ein wenig bei einem Diskussionsthema zu bleiben und darauf gegebenenfalls einzugehen.

Bist du zufällig Mathematiker oder Physiker?

Hin- und wieder haben diese Spezies die Eigenschaft Lösungen quasi direkt zu erkennen. Leider fällt es Ihnen dann oft schwer nachzuvollziehen, warum andere Leute das nicht auch gleich mit einem Blick verstehen.

Kein Mensch kann hier etwas mit Navier-Stokes Gleichungen anfangen!!!

(Wer es doch kann klinke sich bitte sofort hier ein, da er uns dann wahrscheinlich sehr, sehr viel über Aerodynamik erzählen kann!)

Mit diesen Gleichungen habe ich mich bereits mehrmals sehr intensiv beschäftigen müssen. Das war in den späten 80ern. Da diese Gleichungen derart grundlegend sind, kann man sie auf sehr vielen Gebieten anwenden - derzeit muß ich das in der Rheologie (panta rhei :wink2: ) an Polymeren erneut aufgreifen.

Dem Treffen in Frankfurt konnte ich aus Zeitgründen übrigens nicht beiwohnen - aber zumindest habe ich mir die Proceedings besorgen lassen.

Mit diesen Gleichungen habe ich mich bereits mehrmals sehr intensiv beschäftigen müssen. Das war in den späten 80ern. Da diese Gleichungen derart grundlegend sind, kann man sie auf sehr vielen Gebieten anwenden - derzeit muß ich das in der Rheologie (panta rhei :wink2: ) an Polymeren erneut aufgreifen.

Dem Treffen in Frankfurt konnte ich aus Zeitgründen übrigens nicht beiwohnen - aber zumindest habe ich mir die Proceedings besorgen lassen.

Sehr schön, aber Du nimmst ja auch schon rege an der Diskussion teil! :wink2:

Wenn wir uns jetzt hier auch noch mit Lösungsverfahren für Navier-Stokes und Euler beschäftigen, dann läuft der Thread vermutlich vollends aus dem Ruder.

(...)...und Du warst der Blitzableiter.(...)
Na, dann habe ich in diesem Thema ja doch eine Daseinsberechtigung.:wink:

PS: Ich vergaß, der perfekt aerodynamische Körper ist 6 mal so lang wie sein Durchmesser.
Ist bei meinem Körper das genaue Gegenteil....

Vorne rund und hinten spitz.
Auch hier wieder das genaue Gegenteil...:D

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Ich finde es einfach klasse wie sich CP und Matelko hier Mühe geben. Da kommt ja schon fast eine Diplomarbeit zusammen.

Großes Kino hier, so kann die Zeit im Urlaub auch verbracht werden.

Vielen Dank für die netten Beiträge!!

Dem kann ich nichts hinzufügen.....einfach klasse....:-))!

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