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
1. Einleitung
2. Messblätter
3. Allgemeine Größen und Kennwerte
4. Symbolik, abgeleitete Größen und Kennwerte in der Profilanalyse
5. Anhang 1 Diagramme
6. Anhang: Technische Beschreibung
6.1 Fluiddynamisch wirksames Strömungsprofil aus geometrischen Grundfiguren
6.2 Stand der Technik und der Wissenschaft
6.3 Problembeschreibung
6.4 Problemlösung
6.5 Erzielbare Vorteile
6.6 Aufbau und Konstruktion des Profils
6.7 Wirkungsweise
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die Eignung synthetischer Profilkonturen der ERpL-Serie für den Einsatz an Leit- und Steuerflächen von Seefahrzeugen. Ziel ist es, durch die geometrische Definition mittels Ellipse, Kreis und Tangente ein fluiddynamisch wirksames Profil zu schaffen, das einfach parametrisierbar und robust in der Konstruktions- sowie Fertigungspraxis anwendbar ist.
- Methodische Untersuchung synthetischer Profilkonturen (ERpL-Serie).
- Geometrische Konstruktion mittels Ellipsen- und Kreisgeometrie.
- Numerische Analyse der Strömungseigenschaften und Auftriebswerte.
- Vergleich der Leistungsdaten mit dem Referenzprofil NACA 67-020.
Auszug aus dem Buch
Problembeschreibung
Bei der Entwicklung von fluidmechanisch wirksamen Kraft- und Arbeitstragflächen für Strömungsmaschinen werden die Koordinaten der Konturen der Strömungsprofile Profilkatalogen entnommen. Dies stellt im Zeitalter hoch entwickelter mathematischer Berechnungs- und Handhabungsmethoden und vergleichsweise leicht verfügbarer Datenbankbestände kein Problem dar. Dennoch taucht in für Strömungsanwendungen typischen Entwicklungs- und Nutzungsszenarien, etwa in Forschungs-labors (Prototypenbau) und im von kleinen und mittelständigen Unternehmen geprägten Yacht- und Bootsbau (Einzelanfertigungen, Unikate, Reparatur) häufig das Problem auf, dass die Geometriedaten der Konturen von Profilen für fluidmechanisch wirksame Kraft- und Arbeitstragflächen oder für Profillehren, Formen und anderer Fertigungsmittel in einer für die Bauteiloptimierung und/oder die Fertigung nicht geeigneten Form vorliegen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Einführung in die Analyse von Konturen synthetischer Profile zur Verwendung an kleinen Seefahrzeugen.
2. Messblätter: Präsentation der systematischen Messdaten und geometrischen Spezifikationen der untersuchten Profilreihen.
3. Allgemeine Größen und Kennwerte: Definition der physikalischen Basisgrößen wie Leistung, Energie und Geschwindigkeit.
4. Symbolik, abgeleitete Größen und Kennwerte in der Profilanalyse: Aufstellung der strömungstechnischen Kennzahlen und dimensionslosen Beiwerte.
5. Anhang 1 Diagramme: Darstellung der Ergebnisse aus den numerischen Strömungssimulationen in grafischer Form.
6. Anhang: Technische Beschreibung: Detaillierte Erläuterung der patentierten geometrischen Profilkonstruktion und deren Vorteile für die Praxis.
Schlüsselwörter
Strömungsprofil, ERpL-Serie, Seefahrzeuge, Geometrische Grundfiguren, Profilkontur, Reynolds-Zahl, Auftriebsbeiwert, Widerstandsbeiwert, Laminarprofil, Profilanalyse, Fluiddynamik, Tragflächenkonstruktion, Anstellwinkel, Strömungssimulation, Bauteiloptimierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der mathematischen Beschreibung und strömungstechnischen Analyse synthetischer Profilkonturen für den Einsatz an Leit- und Steuerflächen von Seefahrzeugen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder sind die geometrische Profilkonstruktion, die numerische Untersuchung des Strömungsverhaltens und die praktische Anwendbarkeit in der Fertigung.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel ist die Schaffung eines durch einfache geometrische Parameter (Dicke, Wölbung) definierten Strömungsprofils, das konstruktiv leicht handhabbar ist.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden potentialtheoretische Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Auftriebs- und Widerstandsbeiwerte in Abhängigkeit vom Anstellwinkel verwendet.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst eine umfangreiche Reihe an Messdaten, Diagrammen zur Geschwindigkeitsverteilung sowie Polardiagramme für verschiedene Reynolds-Zahlen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den wichtigsten Begriffen zählen Strömungsprofil, ERpL-Serie, Profilkontur, Auftriebsbeiwert, Widerstandsbeiwert und Laminarprofil.
Was unterscheidet das ERpL-Profil von klassischen NACA-Profilen?
Das ERpL-Profil ist durch eine explizite geometrische Konstruktion (Ellipse, Kreis, Tangente) definiert, die eine einfache Skalierung und Parametrisierung ermöglicht.
Warum ist die geometrische Definition für die Praxis wichtig?
Die Definition mittels einfacher mathematischer Sätze ermöglicht es, Fertigungsmittel wie Profillehren oder Formen auch bei geringen technischen Mitteln präzise herzustellen.
- Citation du texte
- Dipl.-Ing. Michael Dienst (Auteur), 2013, Reihenuntersuchung zu Profilkonturen für Leit- und Steuerflächen von Seefahrzeugen: Datenreihe ERpL2080, ERpL2070, ERpL2060, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/231748
