Das symmetrische Profil ERpL[p1][p2] (ERpL für Elliptic Rigid per
Length) mit den beiden beschreibenden Parametern "spezifische
Profildicke p1=d/t[%] und Wölbungsrücklage p2=xf/t [%]" wurde als eine
vollständig synthetisierte Tragflügelsektion entwickelt und im Frühjahr
2013 vom deutschen Patentamt DPMA veröffentlicht1. Dem Aufsatz ist
die technische Beschreibung im Anhang beigestellt.
Inhaltsverzeichnis
Datenreihe ERpL1080
Datenreihe ERpL1060
Datenreihe ERpL1580
Datenreihe ERpL1570
Datenreihe ERpL2570
Datenreihe ERpL2580
ERpL - Profilkontur
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der systematischen Untersuchung synthetisch generierter Profilkonturen (ERpL-Serie) für den Einsatz als Leit- und Steuerflächen an kleineren Seefahrzeugen. Ziel ist es, eine methodische Grundlage zu schaffen, um diese Profile über geometrische Parameter (spezifische Profildicke und Wölbungsrücklage) eindeutig zu definieren, zu skalieren und für unterschiedliche Anströmbedingungen in der Praxis anwendbar zu machen.
- Methodische Beschreibung symmetrischer Strömungsprofile basierend auf Ellipse, Kreis und Tangente
- Analyse der aerodynamischen Kennwerte in Abhängigkeit von der Reynolds-Zahl
- Untersuchung von Transitions- und Separationsverhalten an der Profiloberfläche
- Vergleich der generierten Profile mit standardisierten Referenzprofilen (NACA 67-020)
- Praxisorientierte Anwendungshilfen für Konstruktion und Fertigung
Auszug aus dem Buch
Fluiddynamisch wirksames Strömungsprofil aus geometrischen Grundfiguren
Die Erfindung betrifft ein fluidmechanisch wirksames, symmetrisches Strömungsprofil, dessen Kontur mit geringen deklaratorischen Mitteln beschrieben werden kann. Der Erfindung liegt die Idee eines Strömungsprofils zu Grunde, das durch die geometrischen Elemente Ellipse, Kreis und Tangente beschrieben und durch lediglich zwei Parameter eindeutig definiert ist. Das Strömungsprofil ist für Kraft- und Arbeitstragflächen an Fahrzeugen und für Anwendungen in Strömungsmaschinen geeignet. Ausprägungen und Varianten des fluidmechanisch wirksamen Strömungsprofils können in Serie systematisiert und geordnet werden. Das Strömungsprofil kann skaliert und parametrisiert werden derart, dass es für Anströmbedingungen fluidmechanisch wirksam und geeignet ist, die durch kleine Anströmgeschwindigkeiten und/oder kleine geometrische Bauteilabmessungen gekennzeichnet sind.
Stand der Technik und der Wissenschaft: Das Strömungsprofil bezeichnet die Form eines Strömungskörpers in Strömungsrichtung des umgebenden Fluids. Die Kontur eines Strömungsprofils bezeichnet die umhüllende Gestalt des Strömungskörpers. Besonders konturiert sind Strömungsprofile für Krafttragflächen und Arbeitstragflächen. Durch die spezifische Form von Kraft- und Arbeitstragflächen und durch die Umströmung des Fluids kommt es zu einem Wechselwirkungsgeschehen, das durch Energieaustausch gekennzeichnet ist.
Zusammenfassung der Kapitel
Datenreihe ERpL1080: Darstellung der geometrischen Parameter sowie der aerodynamischen Leistungsdaten für das spezifische Profil ERpL1080.
Datenreihe ERpL1060: Präsentation der Kennfelder und Strömungseigenschaften des Profiltyps ERpL1060 unter Variation des Anstellwinkels und der Reynolds-Zahl.
Datenreihe ERpL1580: Dokumentation der messbaren Profilkontureigenschaften und Diagramme für die Datenreihe ERpL1580.
Datenreihe ERpL1570: Analyse der aerodynamischen Beiwerte und Übergangspunkte für das Profil ERpL1570.
Datenreihe ERpL2570: Zusammenstellung der Leistungsdaten und Strömungscharakteristika der Reihe ERpL2570.
Datenreihe ERpL2580: Abschluss der Datenreihen mit der technischen Dokumentation und den Kennzahlen des Profils ERpL2580.
ERpL - Profilkontur: Methodische Erläuterung der zugrunde liegenden geometrischen Konstruktion (Ellipse, Kreis, Tangente) und der technischen Beschreibung für die gesamte ERpL-Serie.
Schlüsselwörter
Strömungsprofil, Profilkontur, Seefahrzeuge, Steuerflächen, Leitflächen, Aerodynamik, Hydrodynamik, Reynolds-Zahl, Profilgeometrie, Tragflächen, Anstellwinkel, Auftriebsbeiwert, Widerstandsbeiwert, Transition, Separation
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit präsentiert eine systematische Untersuchung einer Reihe synthetisch generierter Strömungsprofile (ERpL-Serie), die durch einfache geometrische Grundformen definiert sind.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die geometrische Definition und Parametrisierung von Profilkonturen sowie deren aerodynamische Leistungsfähigkeit unter variierenden Strömungsbedingungen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Bereitstellung eines robusten, einfach zu konstruierenden Profilsystems, das sowohl in Forschungslaboren als auch im spezialisierten Yacht- und Bootsbau Anwendung finden kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden numerische Strömungssimulationen auf Basis der Potentialtheorie verwendet, um die aerodynamischen Beiwerte (Auftrieb/Widerstand) in Abhängigkeit vom Anstellwinkel und der Reynolds-Zahl zu ermitteln.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst detaillierte Datenblätter für verschiedene ERpL-Profile, inklusive der entsprechenden Diagramme für Geschwindigkeitsverteilungen, Polardiagramme und Transitionsuntersuchungen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Profilkontur, Strömungsprofil, Reynolds-Zahl, Anstellwinkel, Auftriebsbeiwert, Widerstandsbeiwert und geometrische Parametrisierung.
Wie werden die Profilkonturen mathematisch definiert?
Die Profile werden durch eine Kombination aus Ellipsen, Kreissektoren und Tangenten konstruiert, wobei lediglich zwei Parameter (spezifische Profildicke und Wölbungsrücklage) zur vollständigen Definition ausreichen.
Warum ist diese Methode für den Yachtbau relevant?
Sie ermöglicht auch Laien mit geringen technischen Mitteln die präzise Konstruktion aerodynamisch wirksamer Profile für Einzelanfertigungen oder Reparaturen.
- Quote paper
- Dipl.-Ing. Michael Dienst (Author), 2013, Reihenuntersuchung zu Profilkonturen für Leit- und Steuerflächen von Seefahrzeugen: Datenreihe ERpL1080, ERpL1060, ERpL1580, ERpL1570, ERpL2570, ERpL2580, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/231746
