Wirbelströmungen

Question 1

Verteilungen induzierten Geschwindigkeiten längs über ein Flugzeug grafisch darstellen. Wie berechnet sich die Geschwindigkeit des induzierten Abwindes? Zusammensetzung von welchen Wirbeln?

Answer 1

V(x) = (-Zirkulation/2PiL)(1+Wurzel(x^2+L^2)/x)
V(x—> unendlich) = -Zirkulation/Pi*L

L= Abstand der freien Wirbel

Die induzierte Geschwindigkeit setzt sich aus freiem Wirbel und gebundenem Wirbel zusammen.

Question 2

Aus einer ebenen Düse tritt ein Freistrahl aus.

• Was passiert mit dem Umgebungsfluid am Austritt der Düse?
• Was passiert mit dem Freistrahl, wenn an der unteren Seite der Düse eine konvexe Wand angebaut wird?
• Wie nennt man den auftretenden Effekt?

Answer 2

• Das Umgebungsfluid wird mitgerissen.
• Der Freistrahl legt sich durch Unterdruckwirkung an die Wand an.
• Coanda-Effekt

Question 3

Gleichung nach BIOT-SAVART in bekanntester Form?

Formel aus unendlich langen gebundenen Faden herleiten (mit Skizze unterstützen)

Answer 3

V= Zirkulation/ 2Pi*a

a=Abstand zum Aufpunkt

Herleitung aus: V= (Zirkulation/ 4Pi)(cos*cos)/a

Mit 1 und -1 für cos(alpha1und2)

Question 4

Skizze Wirbelsystem eines Flugzeugs.
Ab- und Aufwinde einzeichnen
- Wodurch werden die Abwinde verursacht?

Answer 4

Hufeisenwirbel = gebundener und freier Wirbel
Anfahrwirbel

Die Abwinde werden durch die Druckunterschiede zwischen Ober-,Unterseite der Tragflügel verursacht.
Druckausgleichsströmung

Question 5

Aus dem Polardiagramm Anstellwinkel ermitteln, mit dem der Pilot eines Segelflugzeugs fliegen muss, wenn er die größtmögliche Strecke zurücklegen will.
Symmetrisches oder unsymmetrisches Profil?

Answer 5

1. Tangente anlegen
2. Anstellwinkel ablesen
3. Gleitwinkel vom Nullpunkt einzeichnen

Unsymmetrisches Profil, da es bei 0° einen Auftrieb gibt.

Question 6

Wann ist die Gleichung der BLASIUS-Plattengrenzschicht gültig

Answer 6

Bei Laminaten Grenzschichten mit konstantem Druck

Re< (3,2…5)*10^5

Question 7

Geschwindigkeitsverteilung von zwei freien Wirbelfäden mit gegensinniger Zirkulation.
Wo tritt das Phänomen in der Realität auf?
Wie groß ist die induzierte Geschwindigkeit genau in der Mitte, zwischen den Wirbelfäden?

Answer 7

In der Meteorologie bei Eigenbewegung eines Hochdruckgebiets mit einem Tiefdruckgebiet.

V(l)= - Zirkulation/pi*L

Question 8

Geschwindigkeitsverteilung zwei freier Wirbel mit gleichgesinnter Zirkulation

Wie würden sich die Wirbelfäden zueinander bewegen?
Beispiel aus Natur

Answer 8

Die Wirbel führen ein Kreisbewegung um den Ursprung aus. Sie drehen sich umeinander.

Zwei Tiefdruck/Hochdruckwirbel (Luftwirbel)
Wasserwirbel