Forschungs- und Entwicklungsabteilungen unternehmen nicht geringe Anstrengungen, optimale Strömungsbauteile zu konzipieren, zu entwerfen, zu berechnen und zu simulieren. Bauteile für den Unterwasserbereich von Seefahrzeugen und insbesondere im Yachtdesign sollen hochfunktional und leistungsfähig sein. Leit- und Steuertragflächen nehmen hierbei die Sonderstellung erforderlich symmetrischer Bauteilkonstruktionen ein. Eine Rudertragfläche etwa muss in beiden Beaufschlagungsrichtungen gleichermaßen funktionieren, was hinsichtlich der Profilauswahl auf symmetrische Konturen führt.
Die Idee dieser Reihenuntersuchung ist die Ordnung der Prämissen einer rezenten Forschung zu strömungsadaptiven Tragflächenstrukturen. Die „CARPO-Finne“ nach dem Vorbild der Mittelhandknochen der Wirbeltiere, speziell der Delfinhand, ist (theoretisch) in der Lage den über die Fläche verteilten Strömungsdruck bei nichtaxialer Anströmung in eine Wölbverformung der Tragflügelfläche umzusetzen. Die Geometrieänderung der fluidisch beaufschlagten Leit- und Steuertragfläche des Seefahrzeugs erfolgt autonom und selbstständig ohne Ansteuerung durch artifizielle (Regel-) Systeme, beziehungsweise ohne kognitive Prozesse des Lebewesens. Wir sprechen von strömungsadaptiven Fluidsystemen.
Inhaltsverzeichnis
- Reihenuntersuchung am PLATTENPROFIL und dessen Variationen für Leit- und Steuertragflächen kleiner Seefahrzeuge
- Stand der Technik rezenter Surfboardfinnen
- Reihenuntersuchungen. Die unverformte Plattenprofilkontur.
- Die deformierte Platte
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Arbeit untersucht die Leistungsfähigkeit von Plattenprofilen und deren Variationen für Leit- und Steuertragflächen kleiner Seefahrzeuge, insbesondere im Kontext von Surfboardfinnen. Der Fokus liegt auf der Analyse der Strömungsmechanik und der Optimierung des Designs, um die Manövrierfähigkeit und die Leistung von Surfboards zu verbessern.
- Analyse der Strömungsmechanik von Surfboardfinnen und deren Einfluss auf die Manövrierfähigkeit.
- Vergleich von Plattenprofilen mit etablierten Profilen wie NACA 0006.
- Entwicklung und Optimierung von Plattenprofilen für Surfboardfinnen durch Variation von Dicke, Wölbung und Wölbungsrücklage.
- Bewertung der Ergebnisse anhand von CFD-Simulationen.
- Entwicklung eines neuen Designs für Surfboardfinnen mit verbesserter Leistung und Manövrierfähigkeit.
Zusammenfassung der Kapitel
- Das erste Kapitel behandelt den Stand der Technik rezenter Surfboardfinnen, beschreibt die Funktionsweise und die Anforderungen an diese Leit- und Steuertragflächen. Es beleuchtet die Bedeutung von Robustheit, Anpassungsfähigkeit und optimaler Funktionsweise für die Fahrleistung von Surfboards.
- Das zweite Kapitel widmet sich den Reihenuntersuchungen am Plattenprofil. Es beschreibt die unverformte Plattenprofilkontur und stellt sie dem etablierten NACA 0006 Profil gegenüber. Es werden die wichtigsten Designparameter wie Dicke, Wölbung und Wölbungsrücklage erläutert.
- Das dritte Kapitel behandelt die deformierte Platte und beschreibt die Anwendung der NACA 4er Wölbungslinie zur Optimierung der Plattenprofile. Es werden die Ergebnisse der CFD-Simulationen vorgestellt und die Leistungsfähigkeit der optimierten Profile im Vergleich zum Referenzprofil NACA 0006 evaluiert.
Schlüsselwörter
Surfboardfinnen, Leit- und Steuertragflächen, Plattenprofile, NACA-Profile, CFD-Simulationen, Strömungsmechanik, Manövrierfähigkeit, Designoptimierung, Robustheit, Anpassungsfähigkeit, Leistung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Ziel der Reihenuntersuchung am Plattenprofil?
Ziel ist die Optimierung von Leit- und Steuertragflächen (z. B. Surfboardfinnen) hinsichtlich Strömungsmechanik und Manövrierfähigkeit.
Was ist die „CARPO-Finne“?
Ein Konzept für eine strömungsadaptive Tragfläche nach dem Vorbild von Delfinhand-Knochen, die sich autonom an den Strömungsdruck anpasst.
Welche Rolle spielt das NACA 0006 Profil in der Arbeit?
Es dient als etabliertes Referenzprofil, mit dem die neuen Plattenprofilvariationen verglichen werden.
Wie wurden die Profile in der Studie bewertet?
Die Bewertung der Leistungsfähigkeit erfolgte computergestützt durch CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics).
Welche Designparameter wurden bei den Plattenprofilen variiert?
Untersucht wurden Variationen der Dicke, der Wölbung und der Wölbungsrücklage der Profile.
Was versteht man unter strömungsadaptiven Fluidsystemen?
Systeme, die ihre Geometrie selbstständig ohne künstliche Regelung verändern, um die Strömungseigenschaften zu optimieren.
- Citar trabajo
- Dipl.-Ing. Michael Dienst (Autor), 2016, Reihenuntersuchung am Plattenprofil, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/335597
