Als Folge der Fahrzeugumströmung bei Seitenwind wird die Fahrsicherheit und der Fahrkomfort beeinflusst. Für die Seitenwindempfindlichkeit ist neben dem Seitenkraftbeiwert der Giermomentbeiwert als Störgröße der Fahrzeugdynamik besonders bedeutend. Die vorliegende Arbeit widmet sich deshalb der numerischen und experimentellen Untersuchung der Fahrzeugumströmung bei Seitenwind, um ein niedriges Giermoment zu erzielen. Da dieses maßgeblich durch die Fahrzeugaußenform bestimmt wird, deren Festlegung in der Frühphase der Fahrzeugentwicklung erfolgt, fanden die Untersuchungen an charakteristischen Modellen dieser Entwicklungsphase statt. Zunächst wurden Fehlereinflüsse der verwendeten experimentellen und numerischen Methoden für die Anströmung bei Seitenwind bestimmt. Im Windkanal nimmt als Folge der Drehung des Fahrzeugmodells die Düsenversperrung zu. Hierdurch werden die gemessenen Kraftbeiwerte verfälscht. Durch die Simulation der Fahrzeugumströmung in der Windkanalgeometrie konnten Änderungen des statischen Drucks im Strömungsfeld sowie die Beeinflussung der Kraft- und Momentenbeiwerte durch den Windkanal gezeigt werden. Außerdem wurden Sensitivitäten des numerischen Simulationsprogrammes STAR-CD hinsichtlich der gewählten Netzauflösung und der Turbulenzmodellierung analysiert. Unter Verwendung numerischer Simulationen wurden Einflüsse der Außenformgestaltung auf den Giermomentbeiwert untersucht. Das Ziel war, die geometrischen Änderungen an den sehr aufwendig vernetzten Simulationsmodellen möglichst effizient durchzuführen. Deshalb wurde zunächst ein Prozess entwickelt, der die Erstellung geometrisch modifizierter Modelle beschleunigt. Hierzu wurde ein kommerzielles Werkzeug zur Verformung der Fahrzeugoberfläche eingesetzt und danach das Rechennetz passend zu den Vorgaben auf der Oberfläche verzerrt. Mit diesem Vorgehen wird der Zeitbedarf zum Aufbau von Rechennetzen für geometrische Varianten bei sehr guter Prognosegenauigkeit drastisch reduziert. Der Giermomentbeiwert konnte durch Änderungen der Heckform maßgeblich beeinflusst werden. Die Auswirkungen von Formänderungen im Frontbereich fielen hingegen geringer aus. Die Untersuchungen zeigen, dass Modifikationen der Fahrzeugoberfläche bei Seitenwind oft Kompensationseffekte zwischen Luv- und Leeseite verursachen, durch welche die Wirksamkeit der Maßnahmen reduziert wird.
Untersuchung der Fahrzeugumströmung bei Seitenwind für die Frühphase der Pkw-Entwicklung
2006
154 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
Untersuchung der Fahrzeugumströmung bei Seitenwind für die Frühphase der Pkw-Entwicklung
GWLB - Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek | 2006
|Berechnungen zur instationären Fahrzeugumströmung bei Seitenwind
GWLB - Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek | 2010
|Automotive engineering | 1981
|