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14.9: Wirbelnachlauf (Wirbelschleppe)

Bei Nurflügelflugzeugen kommt man meist mit dem üblichen starrem Wirbelnachlauf zurecht, da hier hinter dem Flügel keine weiteren Momenten beeinflussenden Flächen zu finden sind.

Bei Mehrflächenflugzeugen (Schwanz, Enten, Doppeldecker) ist es ratsam, oft sogar erforderlich, mit einem veränderlichen Wirbelnachlauf zu arbeiten.
Eine auftriebserzeugende Fläche lenkt den Luftstrom ab, und an den Flügelenden bilden sich Randwirbel aus.

Nachlaufende Flächen werden durch diese abgelenkte Strömung sehr stark beeinflußt.
Mit den folgenden Funktionen kann man eine Iteration mit veränderlichem Wirbelnachlauf durchführen.

Um eine Rechnung mit flexiblem Nachlauf durchzuführen, muß einer der beiden Checkboxen:
'Nachlaufkorrektur, Einzelausrichtung'
oder
'Nachlaufkorrektur, Komplettausrichtung' aktiviert sein


Die Strömungslinien des Nachlaufs bestehen aus Einzelstücken, die wie auf einer Perlenkette hintereinander angeordnet sind.

Nahe der Flügelhinterkante haben diese Stücke eine kleine Länge, die mit größer werdendem Abstand immer länger wird.
Bei der Funktion 'Komplettausrichtung' werden alle Teilstücke einer Strömungslinie in einem Durchgang ausgerichtet und dann eine neue Vortexrechnung durchgeführt.
Bei der Funktion 'Einzelausrichtung' wird zunächst das Teilstück nahe der Flügelhinterkante ausgerichtet, dann eine neue Vortexrechnug durchgeführt, dann wird das zweite Teilstück ausgerichtet, eine neue Vortexrechnug durchgeführt, usw.

Die Einzelausrichtung ist im Endergebnis etwas genauer, die Rechenzeit steigt aber auch erheblich an.

Meist ist aber die 'Komplettausrichtung' ausreichend.
Auch eine Kombination der beiden Funktionen ist erlaubt, damit wird die Rechnung am genauesten, das ergibt aber unerträglich lange Rechenzeiten.



Mit folgendem Button werden die Nachlaufwirbel sichtbar geschaltet.



Das nächste Bild zeigt einen starren Nachlauf.



Man sieht hier allerdings nur einen kleinen Teil des Nachlaufs, in Wirklichkeit setzen sich die Stromlinien bis ins Unendliche fort.

Auf eine komplette Darstellung wurde hier verzichtet, da es sonst sehr unübersichtlich wird.

Die Länge die man auf dem Bildschirm sieht kann man im Textfeld 'Gesamtlänge Nachlaufelemente [m]' per Hand oder mit den Up/Down-Button daneben einstellen.

Die Maßeinheit ist 'Meter' [m].
Dieser sichtbare Teil des Nachlaufs ist in kleine Elemente unterteilt, die zum Flügel hin (sinusförmig) feiner werden.

Die Anzahl der sichtbaren Elemente ist im Textfeld 'Anzahl Nachlaufelemente' einstellbar.

Das nächste Bild zeigt den obigen Flügel mit Nachlaufiteration gerechnet. In der Flügelmitte wird die Strömung nach unten abgelenkt und am Flügelrand bildet sich der Wirbel aus.



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