S: jemanden der sich mit physik/mathe auskennt...

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frecher fratz

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05.11.2009 - 23:23

Folgendes Problem: Ich habe eine leicht überwölbte rechteckige Fläche von 0.074m², welche in einem Winkel von 15° im Wind steht (bei 0° liegt sie flach am Boden). Nun habe ich folgende Windgeschwindigkeiten: 50, 80, 130, 180 km/h und 2 weitere Anstellwinkel: 20° und 25°.

Wie kann ich die Kraft ausrechnen, die die Fläche bei sagen wir 130km/h und 20° nach unten ausübt (wie ein Spoiler)?

Ich hoffe mir kann da wer helfen, ich komm mit diesen ganzen Formeln wo Cw, Ca, Re und weiß der Teufel was dabei ist nicht zurecht. Mir geht es um die gröbste Theorie überhaupt, ich brauche keine wissenschaftliche Analyse im Windkanal =)

Vielen Dank schonmal an die mutigen Mathegenies die sich daran wagen ...

lG

Castlestabler

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06.11.2009 - 00:42

Problem bei der ganzen Sache ist halt auch, die Kraft ist Geometrie abhängig, die Luft geht ja nicht nur oben drüber sondern auch unten durch, also hast du auch einen Sog, wenn du jetzt halbwegs genau Ergebnisse haben willst, dann brauchst du die genau Geometrie.

Die Berechnung für die Kraft alleine die von oben entstehen würde, werde ich noch nachreichen, hat aber nichts mit der Realität zu tun.

bensh

Addicted

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08.11.2009 - 15:57

Also die Kraft nach unten is:

F_u=sin(alpha)*F;

und F(cw,ca,re,v_w) - musst die Formeln dafür suchen, je nach Oberfläche der Platte is F größer bzw. kleiner.

Sollte imho leicht lösbar sein.

Taltos

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09.11.2009 - 09:20

also die einfachste formel, mit allen vereinfachungen die man so machen kann (potentialtheorie: ebene unendlich dünne unendlich lange platte der breite 1, inkompressible strömung, geringer anstellwinkel) ergibt für den auftrieb pro tiefeneinheit
A=1/2*rho*u^2*c_a, wobei der auftriebskoeffizient c_a=2*pi*alpha;
rho ist die luftdichte, u die geschwindigkeit in m/s, alpha ist der anstellwinkel in radiant;

aber: bei hohem anstellwinkel wirds kritisch, auch weil du ablösung (stall) haben wirst; die formel gilt nur wenn die platte auch unten umströmt wird, und sonst nix (z.b. auto) in der nähe ist das das strömungsfeld stört, und bei hoher geschw. muss man eigtl schon anfangen kompressibel zu rechnen. insofern is der zusammenhang mit der wirklichkeit wahrscheinlich eher lose.

Bearbeitet von Taltos am 09.11.2009, 12:39

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frecher fratz

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09.11.2009 - 12:21

Danke vielmals für die Hilfe. Ich bin inzwischen zu dem Schluß gekommen, dass ich so eine vereinfachte Formel mit in die Präsentation aufnehme, aber gleich dazu schreibe wie nutzlos sie ohne Windkanal ist. Ohne Strömungsmessung macht das Herausgreifen einer einzelnen Klappe nichtmal ansatzweise Sinn. Da könnte das Ergebnis am Ende sogar genau entgegen wirken...

Taltos

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09.11.2009 - 12:39

was is es denn eigtl? dachte ja an einen autospoiler :P

Obermotz

Fünfzylindernazi

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09.11.2009 - 12:40

Vermutlich gehts um ein Boot..

Taltos

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09.11.2009 - 12:43

bei 180km/h? :eek:

Hansmaulwurf

u wot m8?

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09.11.2009 - 12:48

Zitat von Taltos
bei 180km/h?

Windgeschwindigkeit

Dafür ist der Fahrbahre Untersatz wohl egal

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frecher fratz

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09.11.2009 - 14:17

Hängt mit dem Datum ausm Sketching-Thread zusammen... leider ist das derzeit aber ausm Zeitplan draussen ...

LTD frecher fratz Registered: Feb 2001 Location: is where it is Posts: 6334	05.11.2009 - 23:23 Folgendes Problem: Ich habe eine leicht überwölbte rechteckige Fläche von 0.074m², welche in einem Winkel von 15° im Wind steht (bei 0° liegt sie flach am Boden). Nun habe ich folgende Windgeschwindigkeiten: 50, 80, 130, 180 km/h und 2 weitere Anstellwinkel: 20° und 25°. Wie kann ich die Kraft ausrechnen, die die Fläche bei sagen wir 130km/h und 20° nach unten ausübt (wie ein Spoiler)? Ich hoffe mir kann da wer helfen, ich komm mit diesen ganzen Formeln wo Cw, Ca, Re und weiß der Teufel was dabei ist nicht zurecht. Mir geht es um die gröbste Theorie überhaupt, ich brauche keine wissenschaftliche Analyse im Windkanal =) Vielen Dank schonmal an die mutigen Mathegenies die sich daran wagen ... lG
Castlestabler Here to stay Registered: Aug 2002 Location: Wien Posts: 3776	06.11.2009 - 00:42 Problem bei der ganzen Sache ist halt auch, die Kraft ist Geometrie abhängig, die Luft geht ja nicht nur oben drüber sondern auch unten durch, also hast du auch einen Sog, wenn du jetzt halbwegs genau Ergebnisse haben willst, dann brauchst du die genau Geometrie. Die Berechnung für die Kraft alleine die von oben entstehen würde, werde ich noch nachreichen, hat aber nichts mit der Realität zu tun.
bensh Addicted Registered: Jun 2003 Location: Wien Posts: 371	08.11.2009 - 15:57 Also die Kraft nach unten is: F_u=sin(alpha)*F; und F(cw,ca,re,v_w) - musst die Formeln dafür suchen, je nach Oberfläche der Platte is F größer bzw. kleiner. Sollte imho leicht lösbar sein.
Taltos Here to stay Registered: Jan 2004 Location: Wien Posts: 1520	09.11.2009 - 09:20 also die einfachste formel, mit allen vereinfachungen die man so machen kann (potentialtheorie: ebene unendlich dünne unendlich lange platte der breite 1, inkompressible strömung, geringer anstellwinkel) ergibt für den auftrieb pro tiefeneinheit A=1/2rhou^2c_a, wobei der auftriebskoeffizient c_a=2pialpha; rho ist die luftdichte, u die geschwindigkeit in m/s, alpha ist der anstellwinkel in radiant; aber: bei hohem anstellwinkel wirds kritisch, auch weil du ablösung (stall) haben wirst; die formel gilt nur wenn die platte auch unten umströmt wird, und sonst nix (z.b. auto) in der nähe ist das das strömungsfeld stört, und bei hoher geschw. muss man eigtl schon anfangen kompressibel zu rechnen. insofern is der zusammenhang mit der wirklichkeit wahrscheinlich eher lose. Bearbeitet von Taltos am 09.11.2009, 12:39*
LTD frecher fratz Registered: Feb 2001 Location: is where it is Posts: 6334	09.11.2009 - 12:21 Danke vielmals für die Hilfe. Ich bin inzwischen zu dem Schluß gekommen, dass ich so eine vereinfachte Formel mit in die Präsentation aufnehme, aber gleich dazu schreibe wie nutzlos sie ohne Windkanal ist. Ohne Strömungsmessung macht das Herausgreifen einer einzelnen Klappe nichtmal ansatzweise Sinn. Da könnte das Ergebnis am Ende sogar genau entgegen wirken...
Taltos Here to stay Registered: Jan 2004 Location: Wien Posts: 1520	09.11.2009 - 12:39 was is es denn eigtl? dachte ja an einen autospoiler :P
Obermotz Fünfzylindernazi Registered: Nov 2002 Location: OÖ/RI Posts: 5262	09.11.2009 - 12:40 Vermutlich gehts um ein Boot..
Taltos Here to stay Registered: Jan 2004 Location: Wien Posts: 1520	09.11.2009 - 12:43 bei 180km/h?
Hansmaulwurf u wot m8? Registered: Apr 2005 Location: VBG Posts: 5639	09.11.2009 - 12:48 Zitat von Taltos bei 180km/h? Windgeschwindigkeit Dafür ist der Fahrbahre Untersatz wohl egal
LTD frecher fratz Registered: Feb 2001 Location: is where it is Posts: 6334	09.11.2009 - 14:17 Hängt mit dem Datum ausm Sketching-Thread zusammen... leider ist das derzeit aber ausm Zeitplan draussen ...

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