Der Untersuchung des NACA-Standardprofils NACA0016 hinsichtlich der Transitions- und Separationseigenschaften unter Variation der Anströmrichtung mit potentialtheroretischen Methoden werden generelle Erläuterungen zu laminaren und turbulenten Grenzschichten vorangestellt. Es sollen in dieser Arbeit Methoden bereitgestellt werden, die erste Aussagen über das Stallverhalten von Profilen für Leit- und Steuertragflächen von Seefahrzeugen liefern. Die Methoden werden an einem Standardprofil der vierstelligen NACA-Reihe erprobt und sollen fürderhin geeignet sein, synthetische Profile für Kraft- und Arbeitstragflächen in unterschiedlichen Medien zu untersuchen. Es zeigt sich, dass die Aussagekraft von Strömungssimulationen mit der Potentialtheorie dort beschränkt ist, wo eine Korrelation der Transitions- und Separationseigenschaften auf einer Tragflächen-Profiloberfläche mit phänomenologischen Stallkriterien, etwa dem "Einbruch" der Quer- oder Auftriebskraft am Tragflügel hergestellt werden soll. Integral- und Mittelwerte stellen aber äußerst hilfreiche erste Informationen bei der Entwicklung synthetischer Profile für Kraft- und Arbeitstragflächen von Leit- und Steuertragflächen von Seefahrzeugen dar.
Inhaltsverzeichnis
- Zusammenfassung
- Intro
- Querkraft und Stall
- Krümmung der Stromlinien
- Impulsänderung
- Druckverteilung
- Grenzschicht-Kriterien
- Umschlagpunkt
- Unter- und Überkritische Strömung
- Stall
- Grenzschichtdicken (boundary layer thickness)
- Abgeleitete Grenzschichtdicken 5 63
- Grenzschichtdickenverfolgung
- Profilkontur NACA0016
- Querkraft generierendes, symmetrisches Profil und Grenzen der potentialtheoretischen Untersuchungen
- Fazit
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Stallverhaltens von Profilkonturen für Leit- und Steuerflächen an Seefahrzeugen. Ziel ist es, Methoden bereitzustellen, die erste Aussagen über das Stallverhalten von Profilen liefern und für die Untersuchung synthetischer Profile für Kraft- und Arbeitstragflächen in verschiedenen Medien geeignet sind.
- Stallverhalten von Profilkonturen für Leit- und Steuerflächen
- Strömungsabriss (Stall) an Tragflächen
- Laminare und turbulente Grenzschichten
- Transition und Separation
- Potentialtheoretische Methoden zur Strömungssimulation
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in die Thematik der Stall-Eigenschaften von Profilkonturen für Leit- und Steuerflächen an Seefahrzeugen. Dabei werden die Funktionsweise von Ruderanlagen und die Bedeutung der optimalen Strömungseigenschaften für die Fahrleistung von Seefahrzeugen erläutert. Im Anschluss werden die grundlegenden Konzepte der laminaren und turbulenten Grenzschichten sowie die Transition von laminarer zu turbulenter Strömung vorgestellt. Die Arbeit beleuchtet die Bedeutung der Profilkontur für das Transitionsverhalten und die Auswirkungen des Strömungsabrisses (Stall) auf das Auftriebsgebaren von Tragflächen.
Im weiteren Verlauf werden die Entstehung der Zirkulationsströmung, die Impulserhaltung in einem Strömungsfeld sowie die Rolle des Anstellwinkels für das Stallverhalten von Profilen diskutiert. Die Arbeit erläutert die Bedeutung der Druckverteilung und die Beziehung zwischen Druck und Geschwindigkeit nach der Bernoulli-Gleichung. Es werden verschiedene Kriterien für die Grenzschichttheorie, wie die Verdrängungsdicke, die Impulsaustauschdicke und die Energieverlustdicke, vorgestellt.
Die Arbeit untersucht die Verfolgung der Grenzschichtdicken als Indikator für das Stall-Verhalten von Profilkonturen. Dabei wird das NACA-Standardprofil NACA0016 als Beispiel herangezogen und die Druck- und Geschwindigkeitsverteilung auf der Profilkontur aus der Potentialtheorie berechnet. Die Arbeit analysiert die Auswirkungen der Reynoldszahl auf die Transition und Separation sowie die Grenzen der potentialtheoretischen Methoden zur Stallvoraussage.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Stall-Eigenschaften, Profilkonturen, Leit- und Steuerflächen, Seefahrzeuge, Strömungsabriss, Transition, Separation, laminare Grenzschichten, turbulente Grenzschichten, Potentialtheorie, Reynoldszahl, Auftriebsgebaren, Druckverteilung, Grenzschichtdicken, NACA-Standardprofil, NACA0016.
- Quote paper
- Dipl.-Ing. Michael Dienst (Author), 2013, Die Stall-Eigenschaften von Profilkonturen für Leit- und Steuerflächen an Seefahrzeugen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/265720
