Zeitschrift für Hotel- und Unternehmensmanagement
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Abstrakt

Aerodynamisches Design und rechnerische Analyse der Gierkugel, Kalibrierung im Unterschall-Windkanal

Akhila Rupesh

Die Strömungsanalyse gilt als das wichtigste Verfahren in der Aerodynamik. Bei der Analyse der Strömung und ihrer Parameter über einem Objekt muss die darauf wirkende aerodynamische Belastung berücksichtigt werden . In der Aerodynamik wird zur Strömungsanalyse ein Windkanal-Testaufbau verwendet. Der Windkanal-Testabschnitt sollte immer eine laminare und gleichmäßige Strömung gewährleisten, um bei der Bestimmung der Strömungsparameter genaue Ergebnisse zu liefern. Das Erreichen einer hundertprozentigen laminaren Strömung innerhalb eines Windkanal-Testabschnitts ist jedoch praktisch nicht möglich. Deshalb ist vor dem Beginn von Forschungsexperimenten in einem Windkanal eine Kalibrierung unbedingt erforderlich . Es ist zu beachten, dass die Kalibrierung des Windkanals mit größter Sorgfalt durchgeführt werden muss, um Analysefehler zu vermeiden . Im Allgemeinen wird eine Pitot-Statik-Sonde verwendet, um Unterschall-Windkanäle zu kalibrieren. Das Pitot-Statik-Rohr weist jedoch viele Einschränkungen auf, beispielsweise die Datenerfassung an einem einzigen Punkt. Die Ermittlung des Luftwiderstandsbeiwerts erfordert oft Windkanalexperimente und kann bei großen Objekten oder Systemen unerschwinglich teuer, wenn nicht gar unmöglich sein. Die aerodynamische Analyse mittels numerischer Strömungsmechanik (CFD) bietet einen alternativen Ansatz und kann in vielen Branchen als sehr effektives Designtool eingesetzt werden: Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Schifffahrt usw. Das Hauptziel dieser Forschung besteht darin, die Durchführbarkeit der Verwendung berührungsloser Digitalisierer zur Entwicklung von Finite-Elemente-Modellen großer Objekte für die anschließende CFD-Analyse zu untersuchen. Die entwickelte Methodik wird zur Untersuchung der Effizienz von Zeitfahr-Fahrradfahrern angewendet. Unternehmen, die in dieser Rennklasse antreten, geben Millionen aus, um die Geometrie von Fahrrad und Fahrer zu optimieren und so den Luftwiderstand zu verringern. Dieses Projekt untersucht einen alternativen Weg zur Optimierung der aerodynamischen Effizienz des Fahrers, wenn man bedenkt, dass der Fahrer den größten Teil der Luftwiderstandskraft des Fahrer-Fahrrad-Systems beiträgt.