Beschreibung

Bei Der aerodynamische Widerstand von Bodenfahrzeugen, wie z.B. Kraftfahrzeugen, setzt sich im Wesentlichen zusammen aus dem Reibungswiderstand und dem Druckwiderstand. Während der Reibungswiderstand aufgrund der Reibung zwischen dem umströmenden Fluid und der festen Fahrzeugoberfläche entsteht, resultiert der Druckwiderstand aus einer ungleichmäßigen Druckverteilung um das Fahrzeug. Diese wird durch große Ablösegebiete verursacht, die auf der stromabgewandten Fahrzeugseite entstehen. Diese Ablösegebiete zeigen sowohl räumlich als auch zeitlich einen sehr komplexen Aufbau, der von großskaligen Wirbelstrukturen geprägt ist. Der Druckwiderstand bildet den deutlich größten Anteil am aerodynamischen Gesamtwiderstand eines solchen Fahrzeugs. Außerdem verursacht die Wirbelablösung instationäre Kräfte auf das Fahrzeug, die die Fahrstabilität und -kontrolle negativ beeinflussen können.

Ziel

Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, anhand eines vereinfachten Kraftfahrzeugmodells Methoden zu untersuchen, um das Nachlaufgebiet gezielt zu beeinflussen und dadurch den aerodynamischen Widerstand zu reduzieren sowie die Fahrstabilität zu erhöhen. Für die numerische Simulation der Fahrzeugumströmung wird die Large-Eddy-Simulation verwendet. Als vereinfachtes Modell dient der so genannte „Ahmed-Body“', der mit einem senkrechten Heck näherungsweise der Geometrie eines größen Lkws bzw. eines Busses entspricht. Bis zu 85 % des aerodynamischen Widerstands dieses Fahrzeugs resultiert aus dem Druckwiderstand. Über 90 % des Druckwiderstands wiederum werden am Heck durch das dort vorhandene Ablösegebiet verursacht. Bei Vorhandensein von Seitenwind ist die Umströmung des Fahrzeugmodells noch komplexer und der Widerstand steigt stark an (Abbildung). Mithilfe der aktiven Strömungsbeeinflussung soll der aerodynamische Widerstand verringert werden. Die Beeinflussung erfolgt durch Ausblasen von Fluid an den hinteren Kanten des Fahrzeugs. Insbesondere soll die Aktuation durch den Einsatz von Regelalgorithmen möglichst effektiv und effizient gestaltet werden.

Kontakt

Sandor Eichinger
Tel: +49 30 / 314 23464
sandor.eichinger(a)cfd.tu-berlin.de

Dipl. Ing. Sandor Eichinger

FG Numerische Fluiddynamik