Die aerodynamische Optimierung der Fahrzeuge in der Designphase kann mit Hilfe der numerischen Simulation erfolgen. Beim Einsatz des Finite-Volumen-Verfahrens VW-IKARUS wird der Einfluss der Turbulenz auf das Strömungsverhalten mit einem low-Reynolds Turbulenzmodell simuliert. Vergleiche zwischen Rechnung und Messung belegen, dass durch dieses Verfahren die wesentlichen Strömungsfeldstrukturen im Heck- und Nachlaufbereich moderner Stufenheck-Limousinen qualitativ korrekt erfasst werden. Validiert wurde das Verfahren in mehreren Schritten. Da die Grenzschichtströmung bzw. das daraus resultierende Ablöse- und Nachlaufverhalten im Heckbereich für die aerodynamischen Eigenschaften einer Stufenheck-Limousine von entscheidender Bedeutung sind, wurde im ersten Validierungsschritt die Vorhersagefähigkeit des numerischen Verfahrens für geometrisch einfache 2-D Grenzschichtströmungen nachgewiesen. Die Berechnung der zweidimensionalen Strömung über einen Hügel hat demonstriert, daß das low-Reynolds Modell in der Lage ist, auch komplexe Grenzschichtströmungen und das Ablösen der Strömung auf gekrümmten Oberflächen qualitativ korrekt vorherzusagen. Die Erweiterung des Anwendungsbereichs auf die Fahrzeug-Aerodynamik führt zu einer weiteren Steigerung der Komplexität der Grenzschichtströmung. Daher wurde in einem weiteren Validierungsschritt die Umströmung zweier Fahrzeuggrundkörper betrachtet. Die komplexe Ablösetopologie im Heckbereich einer Stufenheck-Limousine konnte qualitativ korrekt berechnet werden. Vorsicht ist aber bei der Analyse der Druckverhältnisse im Nachlauf und damit bei der Bewertung der Widerstands- und Auftriebsbeiwerte geboten. Abschließend wird aufgezeigt, inwieweit das zuvor validierte numerische Verfahren zur Beantwortung praxisrelevanter Fragestellungen und somit zu einer Innovation des Fahrzeug-Entwicklungsprozesses beitragen kann. Die Untersuchungen belegen, daß die Simulation bereits im gegenwärtigen Entwicklungsstadium geeignet ist, qualitative Unterschiede zwischen geometrisch nur geringfügig veränderten Grundkörperformen mit ausreichender Genauigkeit vorherzusagen.


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    Titel :

    Einsatz der numerischen Simulation der Fahrzeugumströmung im industriellen Umfeld


    Beteiligte:
    Hupertz, B. (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    1998


    Format / Umfang :

    160 Seiten, 74 Bilder, 13 Tabellen, 63 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch