Fast Fluid Computation, FFC (beinahe Strömungsberechnung)

Das Traglinienverfahren zur Analyse einfacher Tragflächen

Scientific Essay , 2016 , 34 Pages

Engineering - Naval Engineering, Ocean Engineering

In den Naturwissenschaften und in der Technik sind es fluidmechanische Fragestellungen, die sowohl einen hohen strukturellen Aufwand (Windkanäle, Strömungsmessstrecken), ausgefeilte numerische Methoden (Strömungssimulation, Computational Fluid Dynamics, CFD) als auch eine sehr hohe theoretische Sachverständigkeit aller Beteiligten fordern. Potentiallöser sind gitterlose und in der Regel zweidimensionale Berechnungsverfahren. Unter der Voraussetzung reibungsfreier, inkompressibler Strömung lassen sich mit potentialtheoretischen Berechnungsverfahren unter bestimmten Voraussetzungen treffende Aussagen über Strömungsgrößen nahe der Außenkontur (ausgesuchter) Strömungskörper machen. Mit dem Ansatz reibungsfreier Strömung können wichtige Erkenntnisse im Verhalten umströmter Körper gewonnen werden. Surfboardfinnen sind als Leit- und Steuertragflächen im Bereich des Hecks von Surfboards wirksam. Das Manövrieren erfolgt mit körperkontrollierten, dem Board aufgezwungenen Bewegungen und diese wiederum durch Gewichtsverlagerung des Surfers, der Surferin. Surfboardfinnen sind wahrscheinlich die elementarsten Leit- und Steuertragflächen für Seefahrzeuge überhaupt. Die „Fast Fluid Computation (FFC)“ ist natürlich mehr als eine „beinahe Strömungsberechnung“. Das hier dargestellte Traglinienverfahren liefert einen ersten (schmutzigen) Beitrag zur Kenntnislage über die Strömungswirklichkeit einer vorgefundenen Tragfläche. Das ist nicht geringzuschätzen.

Inhaltsverzeichnis

• Intro
• Leit- und Steuertragflächen kleiner Seefahrzeuge
• Der Betriebsbereich von Surfboardfinnen
• Strömungsberechnung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Dieses Papier befasst sich mit der „Fast Fluid Computation (FFC)“, einem „schmutzigen“ Lösungsansatz der Fluidmechanik, der schnelle Berechnungsergebnisse für Strömungssimulationen liefert. Insbesondere wird das Traglinienverfahren zur Analyse einfacher Tragflächen behandelt, welches auf der Potentialtheorie basiert und sich für die Simulation von Surfboardfinnen eignet.

• Schnelle Berechnungsmethoden für Strömungssimulationen
• Anwendung der Potentialtheorie zur Analyse einfacher Tragflächen
• Das Traglinienverfahren als Werkzeug zur Berechnung von Surfboardfinnen
• Optimierung von Surfboardfinnen für Leistung und Manövrierfähigkeit
• Der Einfluss des Geschwindigkeitsbereichs auf die Funktionsweise von Surfboardfinnen

Zusammenfassung der Kapitel

• Intro: Die Einleitung stellt die Bedeutung der Fluidmechanik in den Naturwissenschaften und der Technik dar und erläutert den Bedarf an schnellen und effizienten Berechnungsmethoden. Der Fokus liegt auf der „Fast Fluid Computation (FFC)“, die sich als Alternative zu komplexen CFD-Programmen etabliert.
• Leit- und Steuertragflächen kleiner Seefahrzeuge: Dieser Abschnitt beschreibt die Funktionsweise von Surfboardfinnen als Leit- und Steuertragflächen, insbesondere ihre Bedeutung für die Manövrierfähigkeit von Surfboards. Die Konstruktion und die Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit sowie die strömungsmechanische Funktionsweise werden erläutert.
• Der Betriebsbereich von Surfboardfinnen: Hier wird der Geschwindigkeitsbereich von Surfboards beleuchtet und die spezifischen Anforderungen an die Surfboardfinnen in verschiedenen Situationen, wie z. B. beim Anfahren und beim Manövrieren, dargestellt.
• Strömungsberechnung: Dieser Abschnitt beschreibt die verwendeten Programmsysteme und Methoden für die Strömungsberechnung von Surfboardfinnen. Es werden die relevanten Profilkonturen und die verwendeten Koordinatenpunkte vorgestellt.

Schlüsselwörter

Die zentralen Themen dieses Papiers sind die „Fast Fluid Computation (FFC)“, die Potentialtheorie, das Traglinienverfahren, Surfboardfinnen, Strömungssimulation, Fluidmechanik, und die Optimierung von Tragflächen für kleine Seefahrzeuge.

• Course: Strömungsmechanik
• Author: Dipl.-Ing. Michael Dienst (Author)
• Publication Year: 2016
• Pages: 34
• Catalog Number: V322622
• ISBN (eBook): 9783668213463
• ISBN (Book): 9783668213470
• Language: German
• Tags: fast, fluid, computation, strömungsberechnung, traglinienverfahren, analyse, tragflächen