Haff, Johannes
[VerfasserIn]
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Wagner, Claus
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Wiedemann, Jochen
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Eißler, Werner
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft]
A comparative study of engineering tools in heavy vehicle aerodynamics
Anmerkungen:
Parallel als Druckausg. erschienen
Systemvoraussetzungen: Acrobat reader
Beschreibung:
Die Sattelzugkonfiguration ist insbesondere aufgrund der hohen Flexibilität und Verfügbarkeit der Hauptverkehrsträger für den Warengütertransport in Europa. Gekennzeichnet durch einen hohen spezifischen Energieverbrauch, bieten Maßnahmen zur Reduzierung des aerodynamischen Widerstands ein erhebliches Potential zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von Sattelzügen. Untersuchungen im Bereich der Nutzfahrzeugaerodynamik machen allerdings die Anwendung anspruchsvoller experimenteller und numerischer Methoden erforderlich. Das wesentliche Ziel dieser Arbeit ist es, einige dieser Methoden hinsichtlich ihrer Praktikabilität und Vorhersagbarkeit für die Entwicklung widerstandsreduzierender Maßnahmen im Nutzfahrzeugbereich zu verifizieren. Als Grundlage für die Untersuchungen dient eine im Rahmen von Windkanalmessungen eruierte Modellkonfiguration mit einer Unterbodenvollverkleidung und einem Heckdiffusor. Neben einer gemessenen Reduzierung des aerodynamischen Gesamtwiderstands von bis zu 3,3%, liefern die Experimente unter Anwendung modernster Strömungsmesstechniken wesentliche Erkenntnisse über die induzierten strömungsphysikalischen Effekte, welche eine Widerstandsreduktion bewirken. Die Berechnung des Gesamtströmungsfeldes, durch Lösen der Reynolds-gemittelten Navier-Stokes Gleichungen unter Vorgabe der Randbedingungen im Windkanalexperiment, liefert zusätzliche Erkenntnisse zur Klärung der genauen Wirkungsweise der untersuchten Modellmodifikationen. Dadurch kann die aus den Experimenten gewonnene Erkenntnis, dass diffusorinduzierte Strömungsstrukturen den Basisdruck am Heck des Aufliegers erhöhen, bestätigt werden. Ein weiterer wesentlicher Aspekt im Bereich der Fahrzeugaerodynamik ist die Berücksichtigung der unter realen Strömungsbedingungen vorhandenen Relativbewegung zwischen Fahrzeug und Fahrbahn, welcher im Rahmen der durchgeführten Simulationen ebenfalls untersucht wurde. Dabei wird eine verringerte Wirkung der Unterbodenmodifikationen unter realen Bodenrandbedingungen nachgewiesen. Zur Ermittlung des Einflusses der Randbedingungen von Windkanalmessungen auf die Strömungsvorgänge eines Sattelzugs unter realen Anströmbedingungen und zur Identifizierung der Unterschiede in den jeweiligen berechneten und gemessenen Strömungsfeldern dienen Messergebnisse aus einem Fahrversuch. Insgesamt leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag zum besseren Verständnis der instationären Strömungsvorgänge im Ablösegebiet hinter stumpfen Körpern und liefert einen genaueren Einblick in die Übertragbarkeit von Strömungsfelddaten aus skalierten Modellmessungen und numerischen Simulationen auf die Realität.