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rufabeit

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by

Christoph Lehmann

on 6 February 2014

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Transcript of rufabeit

"Optimierung von Oberflächenstrukturen bei Bootsoberflächen"
Aber wieso und wozu?
Rudern ist die Bewegung eines Bootes mit oder ohne Steuermann durch die Muskelkraft eines oder mehrerer Ruderer unter Benutzung einfacher Skulls oder Riemen.
("www.rish.de")
Ruderleistung
Überwindung von Widerständen
Luftwiderstand
0-12%
Strömungswiderstand
84-96%
unsaubere Technik

4%
z.B. stampfen
Ruderboot
Reibungswiderstand
91,67%
Druckwiderstand
8,33%
Potential
Potential
Physikalische
Grundlagen
Versuch
3% * 91,76% * 90% = 2,47%


1:24,8min * (100% - 2,47%) = 1:22,7min


Fazit
Optimierungsideen
über Bionik
Lackoptimierung
Riblets
Delfinhaut
Glatter Lack
Rauer Lack
durch die Sandkörner wird eine raue Oberfläche erzeugt
Kombi-Lack
Nutzung der positiven Eigenschaften beider Lacke
Theorie
Nachgiebigkeit der Haut dämpft die Wellenbewegung
Technische Umsetzung nach Kramer und im Versuch
1)
gedämpfte Hautschicht schwingt mit > Phasenverschiebung > Amplituden schwächen sich ab (Überlagerung)
2)
Energieübertragung durch mitschwingen
Verschiebung der Grenzschicht nach hinten
Minderung des Widerstandes
Der Versuch
Auswertung
Glatter Lack
es muss mehr Leistung aufgebracht werden
mehr Widerstand
Rauer Lack
zu Beginn annähernd gleiche Leistungswerte
zum Ende höhere Leistung nötig
Widerstand steigt mit zunehmender Strecke
aber deutlich weniger Widerstand als Glatter Lack
Kombi-Lack
Leistungswerte fast gleich dem Ausgangswerten
deutlich weniger Widerstand als die anderen Optimierungen
"Delfinhaut"
benötigt mehr Leistung als Ausgangsversuch
besser als Glatter Lack
aber sehr schwere technische Umsetzung
Haifischhaut
höchste Widerstandswerte
schlechteste Effizenz im Versuch
technische Umsetzung jedoch suboptimal
Ergebnis
Fazit
Klarlack als oberste Schicht

Idee: " Durch den glatten Lack verschiebt sich der Umschlagspunkt nach hinten"



weniger Widerstand
Haihaut
Haihaut hat entlang der Strömungslinien „Rillen“

->bis zu 35µm breit

turbulente Strömung wird relaminarisiert.
fast 100% laminare Strömung in der Grenzschicht

Beispiele der Anwendungsmöglichkeiten
In der Schifffahrt
Luftfahrt
Vorteile:
Im Sport
z.B.
Wassersportarten (Kanurennsport oder Rudern)
oder
Motorsport
(Formel 1 oder DTM)
geringerer Verbrauch
mehr Kapazität
größerer Einsatzradien
mehr Gewinn
Vorteile:
geringerer Verbrauch
mehr Reichweite
höhere Geschwindigkeiten
t [s]
I [A]
Stromstärke
Spannung

t [s]
U [V]
Keine Optimierung
Optimierung
Optimierung
ungeeignete Optimierung
so keine Optimierung
Leistung
t [s]
P [W]
die Strömung wird relaminisiert
Widerstandsminderung
Umsetzung:
rauer Lack wird überstrichen mit glattem Lack
mit wenigen Veränderungen lassen sich große Änderungen des Widerstandes erzielen
der Kombi-Lack in unserem Versuch stellt Optimierung dar
muss weiter erprobt werden
Potential noch lange nicht ausgeschöpft
glatter Lack nicht optimal
Verbesserungen zu erwarten
Laminar
Umschlagspunkt
Turbulent
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