Strömungswiderstand

retsam · Anmeldungsdatum: 03.03.2011 Beiträge: 2

Hallo,

ich möchte den Strömungswiderstandes eines bestimmten Körpers untersuchen (Heimexperiment).

Dazu muss ich die zugehörigen Parameter finden (im Internet habe ich eine Formel für den Strömungwiderstand einer Kugel gefunden).

Der zu untersuchende Körper ist zunächst ein Schiffsrumpf.

Wie muss der Versuch aufgebaut sein?

Ich brauche ein Becken. Den Körper ziehe ich mit einem Kraftmesser.

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Dabei sollte der Kraftmesser aber nicht vor dem Gegenstand hergezogen werden, damit keine Turbulenzen o.ä. stören. (also entweder über Umlenkeinrichtungen oder wenn mans vernachlässigen will wenigstens über langen Faden, damit der Kraftmesser weiter weg ist).
Wenn du damit ein echtes Schiff simulieren willst, ist glaube ich auch eine gleiche Reynoldszahl wie beim Schiff für die Umströmung anzustreben.

retsam · Anmeldungsdatum: 03.03.2011 Beiträge: 2

Hallo fuss,

danke für Ihre Antwort.

Könnten Sie bitte konkretisieren, was Sie mit Turbulenzen in dem Fall meinen, wenn das Schiff von vorne mit einem Kraftmesser gezogen wird?

Vielen Dank.

Edit:

Wie ich gerade gefunden habe, wird bei dem Versuch die Zugkraft nicht benötigt, wenn ich die Reynolds-Zahl verwenden möchte.

Ich wollte den Strömungswiderstand mit Hilfe der Zugkraft bestimmen. Da jedoch die Reynolds-Zahl eine hierfür geeignete Kennzahl ist, werde ich diese bestimmen.

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Nun weiß ich nicht, wie der Heimversuch aufgebaut ist (Größe der Wasserwanne, des Schiffes...), aber im Modell sollte das Schiff in einem eher breiten Behälter gezogen werden (ausgedehntes Wasser), so wie beim realen Schiff auch und wenn man z.B. mit der Hand einen Kraftmesser davor herzieht, so wird in der Umgebung das Wasser unruhig.

Die Reynoldszahl beinhaltet Viskosität und Dichte der Flüssigkeit, Abmessungen des Schiffes sowie Umströmungsgeschwindigkeit. Bei letzterem bin ich mir nicht sicher, ob damit nicht bloß die Geschwindigkeit des Mediums gemeint ist.
Also ists vielleicht einfacher, die Reynoldszahl bleibt unbeachtet, wenns um ein grobes Ergebnis und keine Präzisionsmessung geht Augenzwinkern

Und als Strömungswiderstand die Kraft zu bestimmen, die man braucht, um das Objekt mit konstanter Geschwindigkeit ziehen zu können, ist meiner Meinung nach schon ein zielführender Ansatz, denn Strömungswiderstandskraft und Geschwindigkeit hängen zusammen (bei turbulenter Strömung ist die Kraft proportional zum Geschwindigkeitsquadrat, bei laminarer Umströmung wie bei der Stokeschen Reibungskraft bei der Kugel prop. zur einfachen Geschwindigkeit). Der Proportionalitätsfaktor kann dann mit Messung von Kraft und Geschwindigkeit experimentell bestimmt werden.