Die Entwicklung der aerodynamischen Eigenschaften von Kraftfahrzeugen erfolgt heute weitestgehend auf Basis stationärer Windkanalmessungen. Entsprechend sind die Zielvorgaben durch stationäre Kenngrößen, die aerodynamischen Beiwerte, gegeben. Die Windkanaltechnik schreitet dahin gehend voran, dass auch instationäre aerodynamische Eigenschaften bestimmt und gezielt beeinflusst werden können. Dies eröffnet neue Freiheitsgrade für die Verbesserung des Fahrverhaltens durch aerodynamische Maßnahmen. Vorgestellt wird die Entwicklung eines Prozesses zur Bewertung instationärer aerodynamischer Eigenschaften im virtuellen Fahrversuch. Zunächst werden ausführlich instationäre Messungen im Aeroakustik-Fahrzeugwindkanal der Universität Stuttgart erläutert. Im Windkanal der Universität Stuttgart wird im Gegensatz zur üblichen Methode das sogenannte FKFS swing, die Böigkeit des natürlichen Winds, in der Messstrecke des Windkanals abgebildet. Dazu wird nicht mehr das Fahrzeug selbst gedreht, sondern die Strömungsauslenkung erfolgt dynamisch mittels acht vertikal am Düsenaustritt angeordneter Flügelprofile. Neben der Böigkeit in der Anströmung erfordern instationäre Messungen eine zeitlich hochauflösende Fahrzeugwaage (Unterflurwaage) zur Bestimmung der resultierenden Kräfte und Momente. Die Untersuchung des Seitenwindverhaltens im Fahrsimulator wird erläutert. Es wird ein Prozess erstellt, der eine Überführung von instationären Windkanalmessungen in ein Aerodynamikmodell erlaubt, das für den virtuellen Fahrversuch genutzt werden kann. Dabei muss die Echtzeitfähigkeit gegeben sein, ebenso wie beim Modell der Fahrzeugquerdynamik. Dafür kommt im Projektrahmen ein erweitertes Einspurmodell zum Einsatz, das das querdynamische Übertragungsverhalten im für die Fahrerhandlung relevanten Frequenzbereich bis etwa 2 Hz sehr genau abbildet. Die Einbindung komplexerer Modelle ist ebenfalls möglich, sofern die Forderung nach Echtzeitfähigkeit erfüllt werden kann. Die bislang erzielten Ergebnisse zeigen, dass ein virtueller Entwicklungsprozess hinsichtlich des Seitenwindverhaltens von Kraftfahrzeugen erfolgsversprechend ist.
Simulation des Fahrens unter instationärem Seitenwind
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 116 , 2 ; 64-68
2014
5 Seiten, 5 Bilder, 4 Quellen
Article (Journal)
German
Simulation des Fahrens unter instationärem Seitenwind
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