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 Verfasst am: 17. Sep 2012 16:02 Titel: |
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| Zitat: | Komponenten des Strömungswiderstands [Bearbeiten]
Anteil des Druck- und Reibungswiderstandes für verschiedene Körper
Es sind die physikalischen Größen Druck und Schubspannung, die an der Oberfläche eines Körpers wirken und damit zum Strömungswiderstand beitragen können. Dementsprechend kann der Strömungswiderstand in einen Druckwiderstand und einen Reibungswiderstand aufgeteilt werden. In Abhängigkeit von der Form des umströmten Körper kann der Druckwiderstand oder der Reibungswiderstand überwiegen.
Je nach vorliegendem Fall erweist es sich für die Betrachtung und Berechnung als günstig, bestimmte Effekte, die bei der Umströmung des Körpers auftreten, separat zu behandeln. Dies ist der Hintergrund für den Interferenzwiderstand, induzierte Widerstände und den Wellenwiderstand.
Druckwiderstand (Formwiderstand) [Bearbeiten]
Der Druckwiderstand folgt aus der Druckverteilung (Normalspannung) um einen Körper. Der Druck im Ablösegebiet am Heck von Körpern ist geringer als der im Staupunkt. Die wirksame Fläche dieses Widerstandes ist die projizierte Fläche in Richtung der Anströmung.
Reibungswiderstand (Flächenwiderstand) [Bearbeiten]
Der Reibungswiderstand ist Ergebnis der Reibung, also des viskosen Impulsaustausches. Der Reibungswiderstand beruht auf den Schubspannungen, die auf der Oberfläche des Körpers auftreten, indem die Strömung über die Oberfläche streicht.
Interferenzwiderstand [Bearbeiten]
Der Interferenzwiderstand beschreibt die strömungstechnische Widerstandsgröße, die auftritt, wenn vormals völlig unabhängige Strömungskörper zu beieinanderliegenden Strömungskörpern werden. Er ist definiert als die Differenz zwischen dem Gesamtwiderstand des Bauteils und der Summe des Widerstands der Einzelbauteile oder Bauteilgruppen nach dem Zusammenbau. Konstruktiv wird man immer einen negativen Interferenzwiderstand anstreben. Ein Beispiel ist ein Flugzeugrumpf und die Flugzeugtragflächen vor dem Zusammenbau und nach erfolgter Montage. Die Summe der Einzelwiderstände der Bauteile Flügel und Rumpf ist üblicherweise höher als der Gesamtwiderstand nach dem Zusammenbau. Qualitativ betrachtet ist der Interferenzwiderstand, die gegen die Anströmrichtung wirkende Komponente der Luftkraft an einem Strömungskörper, die durch die gegenseitige Beeinflussung der, von verschiedenen Teilen des Flugzeuges, ausgelösten Wirbel entsteht.[2]
Induzierter Widerstand [Bearbeiten]
→ Hauptartikel: Induzierter Widerstand
Der induzierte Widerstand tritt bei Auftrieb erzeugenden Körpern, wie etwa den Tragflächen von Flugzeugen, auf. An solchen Körpern erzeugt die Umströmung einen Druckunterschied zwischen der Ober- und der Unterseite. Am seitlichen Körperrand gleicht sich die Druckdifferenz aus, was zu einem Umwälzen der Fluidmasse an der Seitenkante führt. Es bildet sich eine Wirbelschleppe aus. Die Bewegungsenergie, die dabei dem Fluid zugeführt wird, geht dem umströmten Objekt verloren.
Wellenwiderstand [Bearbeiten]
Der Wellenwiderstand tritt bei umströmten Körpern auf, die sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegen. An Körperkanten, die der Anströmung entgegen geneigt sind, tritt eine Druckerhöhung auf, während an den Kanten, die der Anströmung abgeneigt sind, eine Druckverminderung auftritt. Dieser Druck führt zu einer entgegen der Bewegung gerichteten Kraft. |
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