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TU Berlin

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DrivAer

Generischer Fahrzeugkörper zwischen Ahmed-Body und Serienfahrzeug

 

Die Umströmung von Fahrzeugen ist ein außerordentlich interessanter, vielschichtiger und schwieriger Forschungsbereich. Die komplizierte Geometrie von Autos enthält etliche Wölbungen, Kanten und Hohlräume. Zusammen mit der Bewegung relativ zur Fahrbahn entsteht dadurch ein sehr komplexes, dreidimensionales und instationäres Strömungsgebiet. Die Ursachen und Wechselwirkungen der vielfältigen Strömungsphänomene und Wirbelstrukturen sind oft nur schwer oder nicht eindeutig auszumachen. Infolgedessen lassen sich Erkenntnisse, die an einem bestimmten Fahrzeug gewonnen wurden, selten verallgemeinern. Die realen Fahrzeugfomen der Automobilhersteller sind daher für die Grundlagenforschung ungeeignet. Um die elementaren Vorgänge, die den aerodynamischen Widerstand ausmachen, zu verstehen, müssen sinnvoll vereinfachte, generische Formen untersucht werden. Ahmed et al. haben 1984 eine generische Automobilform vorgeschlagen, um die Hauptmerkmale der Umströmung von Fließheckgeometrien zu entschlüsseln. Dieser sogenannte Ahmed-Körper wurde oftmals modifiziert, hat aber immer seine prinzipielle Einfachheit behalten. Der am Lehrstuhl für Aerodynamik der TU-München in Kooperation mit BMW und Audi entwickelte DrivAer Körper schließt die Lücke zwischen den höchst komplexen Serienfahrzeugen und dem maximal abstrahierten Ahmed-Körper.

 

Die Arbeitsgruppe Fahrzeug-Aerodynamik des Fachgebietes Experimentelle Strömungsmechanik setzt nun ihre langjährigen Erfahrungen insbesondere der aktiven Strömungskontrolle ein, um einen Beitrag bei der Erforschung des DrivAer Körpers zu leisten. Ziel ist es, die Potenziale für die Reduzierung des aerodynamischen Widerstand aufzuzeigen, sowie neue Technologien zu entwickeln, um diese schließlich ökonomisch und ökologisch nutzbar zu machen. Zu diesem Zweck wurde zunächst ein Modell des DrivAer Körpers konstruiert, welches den erforderlichen Raum für die Messtechnik bietet. Im Innenraum der Fahrzeugmodells sind eine zeitauflösende Waage und 64 zeitauflösende Drucksensoren untergebracht. Dies ermöglicht das Erfassen auch von instationären Effekten der Umströmung.

Durch die freundliche Unterstützung des 3D-Labors am Institut für Mathematik der TU-Berlin konnte aus den CAD-Daten im 3D-Druck-Verfahren das größte und komplexeste Rapid-Prototyping-Modell am ISTA in Modulbauweise erstellt werden. Die Messtechnik ist implementiert und die Voruntersuchungen im GroWiKa haben begonnen. Als Abschluss der ersten Projektphase werden die Ergebnisse der Druck- und Kraftmessungen mit den Daten der TU-München verglichen. In der zweiten Projektphase werden an charakteristischen Fahrzeugstellen instationäre Effekte mit laseroptische Verfahren (PIV) untersucht, beispielsweise die dominanten Wirbelstrukturen an der C-Säule des Fahrzeugs (die sogenannten Tütenwirbel).
Man darf gespannt sein.

Druck- und Wirbelstärkeverteilung am Heck des DrivAer-Modells
 

Contact:

Dirk Wieser

Dr. C. N. Nayeri

Christoph Strangfeld

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