Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen. Gliederung. · Vorlesung: Aerodynamik von Hochleistungs-Fahrzeugen Dr.-Ing. R.Demuth WS10/11 Folie 7.1 Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen

Vorlesung: Aerodynamik von

Hochleistungs-Fahrzeugen Dr.-Ing. R.Demuth WS10/11 Folie 7.1

Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen. Gliederung.

1.! Einführung (Typen, Rennserien)

2.! Aerodynamische Grundlagen

3.! Aerodynamik und Fahrleistung

4.! Entwicklung im Windkanal

5.! Entwicklung mit CFD

6.! Flügelelemente

7.! Fahrzeugfront / -heck,

Unterboden und Diffusor

8.! Motorfrischluft / -kühlung,

Bremsenkühlung

9.! Leitbleche, Rad-/Radhaus

10.! Rekord-/ und Serienfahrzeuge

https://www.aer.mw.tum.de/?id=200



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Einfluss von Bug- und Heckform.

cAH=

cAH=

cAH=

A)! Hoch liegende Nase B)! Mittlere Lage der Bugspitze C)! Abgesenkte Nase mit

keilförmigen Bug

A)! Abrissheck B)! Mittlere Bauform C)! Langes , tropfenförmiges Heck

Nase Heck



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Frontschürze (‚airdam‘).

Höhe: 1) 0 mm 2) 75 mm 3) 100 mm

Fzg Mittelschnitt (y0)

In 200mm Höhe




-CA*

A [m

2], C

W *

A[m

2]

Höhe [mm]

CW *A

-CA *A -CA vorne * A

-CA hinten * A

Delta ohne und mit 100mm ‚airdam‘.




!

"Cw,local

!

"CA,local

Delta ohne und mit 100mm ‚airdam‘.



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Splitter.

Länge: 1) 50 mm 2) 100 mm 3) 150 mm

cp im Mittelschnitt für 100mm airdam (links) und 150mm Splitter (rechts)



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Splitter.

-CA*

A [m

2], C

W *

A[m

2]

Länge [mm]

CW *A

-CA *A -CA vorne * A

-CA hinten * A



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Frontdiffusor.

Diffusor ‚airdam‘



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Frontdiffusor.

!

"Cx,local

Diffusor

‚airdam‘



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Heckspoiler.

Höhe: 1) 20 mm 2) 60 mm 3) 100 mm 4) 160 mm

Winkel: a)! 20° b)! 40° c)! 60°

160mm 60°

ohne




Spoilerhöhe [mm]

Spoilerhöhe [mm]

Spoilerhöhe [mm]

-CA*A

[m

2]

CW

*A [m

2]

E [-]

Delta ohne und mit Spoiler (160mm, 60°).

Delta Spoiler 20° und 60°(160mm).




ohne Spoiler mit Spoiler (20mm, 20°)



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Unterboden.

Rauer

Unterboden

Geglätteter

Unterboden

Delta

Abtrieb

Abtrieb [N]

Body -1752 -1682 70

Räder -183 -190 -7

Unterboden 3232 3262 30

Heckspoiler 133 133 0

Gesamt 1430 1523 93

(6,5 %)

Widerstandsreduktion < 1%



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Unterboden und Bodeneffekt.



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Unterboden und Anstellwinkel.



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Unterboden mit Düsen-Diffusor-Kontur.



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Analogie Unterbodenströmung - Venturi Düse.

Düse Diffusor

Venturi-Düse



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Konzept eines Formelfahrzeugs mit Bodeneffekt.

Frontflügel

Heckflügel Seitenkasten

„Schürzen“



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Einfluss des Bodenabstands.



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Einfluss des Spaltes der „Schürzen“.

Schürze

Schürzenspalt, h [mm]

CA [-] Boden



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Spalthöhe und Druckverteilung.



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Fahrzeugkonzepte mit Unterbodenkanälen.



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Diffusor: Geometrien.

Flächenverhältnis:

Dimensionslose Länge:

!

AR =h

2

h1

= 1+N

h1

tan"

!

N

h1



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Komponenten des Abtriebs durch Diffusor.

Dimensionsloser Bodenabstand, h1/H [-]

Flächenverhältnis, AR [-]

Au

ftrie

bsb

eiw

ert

, C

A [

-]

ohne Diffusorwinkel

Abtrieb durch Bodeneffekt

Abtrieb durch Diffusorwinkel (Krümmung)

Diffusorwinkel 9,6°

Abtrieb durch Diffusorwirkung am gesamten Unterboden



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Auslegung zur Abtriebserzeugung.

N/L= 0,25 N/L= 0,75

Linie maximalen Abtriebs

Dimensionslose Länge, N/h1 [-] Dimensionslose Länge, N/h1 [-]

Flä

ch

en

ve

rhä

ltn

is P

ara

me

ter,

AR

-1 [

-]

Flä

ch

en

ve

rhä

ltn

is P

ara

me

ter,

AR

-1 [

-]

Abtriebsbeiwert CA

Linie maximalen Abtriebs



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Einfluss auf Druck am Unterboden.

Diffusor Längenanteil N/L [-]

Mittlere

r C

p [-

] am

Unte

rboden



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Einfluss des Bodenabstandes auf Widerstand.

Dimensionsloser Bodenabstand, h1/H [-]

Flächenverhältnis, AR [-]

Wid

ers

tan

dsb

eiw

ert

, C

W [

-] Diffusorwinkel 11,5°

ohne Diffusorwinkel



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Einfluss des Flächenverhältnisses auf CW.

Flächenverhältnis Parameter, AR-1 [-]

Wid

ers

tandsre

duktion,

CW

– C

W,0 [-]



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Auslegung zur Widerstandsreduzierung.

N/L= 0,25 N/L= 0,75

Grenze der Widerstandsreduktion

Dimensionslose Länge, N/h1 [-] Dimensionslose Länge, N/h1 [-]

Flä

ch

en

ve

rhä

ltn

is P

ara

me

ter,

AR

-1 [

-]

Flä

ch

en

ve

rhä

ltn

is P

ara

me

ter,

AR

-1 [

-]

Widerstandsreduktion CW - CW,0

Grenze der Widerstandsreduktion



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Einfluss des Diffusorwinkels am Fahrzeug.



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Einfluss des Diffusorwinkels am Fahrzeug.

CW CA

Diffusorkanal



Fahrzeugfront / -heck, Unterboden und Diffusor. Einfluss der Flügel auf Diffusorwirkung.

CA,v CA,h CA CW

Basis

Basis ohne HF

Basis ohne Flügel

Kanalmittellinie

Fahrzeugmitte, y0

Documents

Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen. Gliederung. · Vorlesung: Aerodynamik von Hochleistungs-Fahrzeugen Dr.-Ing. R.Demuth WS10/11 Folie 7.1 Aerodynamik von Hochleistungsfahrzeugen