Immer weiter steigende Energiepreise und die Reduktion des Ausstoßes von Treibhausgasen zwingen Ingenieure im Eisenbahnwesen zu verschiedensten Maßnahmen, um den Energiegesamtverbrauch von Eisenbahnen zu senken. Die Leistung zur Überwindung des aerodynamischen Widerstands steigt mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit. Darum sind Hochgeschwindigkeitszüge der neueren Generation geometrisch optimal für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt. Mittels geometrischer Gestaltung läßt sich der Druckanteil des Gesamtwiderstandes beeinflussen, nicht aber der Reibungswiderstand. Der Reibungswiderstand spielt somit bei Hochgeschwindigkeitszügen eine sehr große Rolle. Der Schlüssel zur Reduktion des Reibungswiderstandes ist die Anbringung von auf die Strömungsverhältnisse angepaßten Mikrostrukturen. Mit Hilfe dieser Mikrostrukturen läßt sich der Anteil des Reibungswiderstandes um bis zu 8% verringern, was eine sehr große Effizienzsteigerung eines bestehenden Hochgeschwindigkeitszuges bedeutet. Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick zum Thema und zeigt in weiterer Folge Möglichkeiten und Anforderungen zum Einsatz von mikrostrukturierten Oberflächen bei Hochgeschwindigkeitszügen auf.
Because of the rising energy prices and the reduction of greenhouse gas emissions railway engineers are forced to different measures to reduce the energy consumption of railways. The power to get over the aerodynamic drag increases with the cube of the velocity. That's why the geometry of the latest generation are optimised for high speed. It's possible to reduce the pressure drag by optimisation of geometry but not the viscous drag. Thus the viscous drag of high speed trains plays a major role. The key to reduce the viscous drag is the attachment of micro structures adapted to the flow conditions. With these microstructures it's possible to reduce the viscous drag up to 8 %, which is a very high increase of efficiency of existing trains. In this article, first steps, possibilities and requirements for the usage of micro structured surfaces on high speed trains, are described.
Strömungsoptimierung durch mikrostrukturierte Oberflächen im Eisenbahnwesen, Darstellung von Möglichkeiten und Anforderungen bei Hochgeschwindigkeitszügen
Flow optimization by microstructured surfaces in the railway industry, identification of opportunities and requirements for high-speed trains
Moderne Schienenfahrzeuge, 40 ; 18-23
ZEVrail Glasers Annalen ; 135 , Sonderheft Tagungsband
2010
5 Seiten, 6 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Aerodynamik von Hochgeschwindigkeitszügen
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