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2016 | Buch

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Ein Beitrag zur Untersuchung der Kraftfahrzeugverschmutzung in Experiment und Simulation

verfasst von: Iwo Spruß

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : Wissenschaftliche Reihe Fahrzeugtechnik Universität Stuttgart

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Iwo Spruß gibt einen Überblick über die Interaktion eines Kraftfahrzeugs mit einer nassen Fahrbahn sowie der hieraus resultierenden Fahrzeugeigen- und -fremdverschmutzung. Er zeigt, dass ein Verständnis dieser Prozesse notwendig ist, um neben den klassischen, aerodynamischen Optimierungsgrößen im Fahrzeugentwicklungsprozess durch Vermeidung der Fahrzeugverschmutzung einen Beitrag zur Sicherheit im Straßenverkehr zu leisten. Die Erkenntnisse aus den vorgestellten Untersuchungen an einem Grundkörper als auch an einer Vollfahrzeuggeometrie dienen dem Autor als Grundlage für die Weiterentwicklung und Validierung eines Werkzeugs zur numerischen Strömungssimulation. Somit ergibt sich die Möglichkeit, in einer früheren Phase des Fahrzeugentwicklungsprozesses bereits erste Aussagen über die Fahrzeugverschmutzung treffen zu können.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Chapter 1. Einleitung
Zusammenfassung
Neben den klassischen aerodynamischen Optimierungsgrößen im Fahrzeugentwicklungsprozess wie Reduzierung des Luftwiderstands, Optimierung des Auftriebs, Aeroakustik, Motor- und Bremsenkühlung, gewinnt die Vermeidung der Kraftfahrzeugverschmutzung zunehmend an Bedeutung.
Iwo Spruß
Chapter 2. Stand der Technik und Forschung
Zusammenfassung
Nachfolgend wird der gegenwärtige Stand der Technik hinsichtlich der Untersuchung und Simulation der Kraftfahrzeugverschmutzung skizziert. Zuallererst werden die in der Fachliteratur verwendeten und etablierten Definitionen sowie die charakteristischen Parameter eingeführt und erläutert. Anschließend werden empirische Ansätze zu den grundlegenden Randbedingungen wie Tropfendynamik, Tropfen-Wand-Interaktion und Wandfilmmodellierung angeführt.
Iwo Spruß
Chapter 3. Versuchumgebung und Messtechnik
Zusammenfassung
Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Versuchsumgebung, in der die Experimente stattgefunden haben, die verwendete Messtechnik sowie die anschließende Datenaufbereitung.
Iwo Spruß
Chapter 4. Numerische Simulationsmethodik
Zusammenfassung
Gemeinsam mit experimentellen Untersuchungen in Windkanälen gehört die numerische Strömungssimulation (CFD) zu den wichtigsten Entwicklungswerkzeugen der Kraftfahrzeug Aerodynamik. CFD kann dem Entwicklungsingenieur Informationen liefern, die messtechnisch nicht oder nur mit hohem Aufwand zu erfassen sind und kann so einen Beitrag zum Verständnis komplexer strömungstechnischer Vorgänge leisten. CFD kann bereits in der frühen Phase der Fahrzeugentwicklung an ersten CAD-Modellen eingesetzt werden, wenn noch kein physisches Modell des Fahrzeugs existiert, um damit Windkanal- oder Straßenmessungen durchzuführen.
Iwo Spruß
Chapter 5. Untersuchungen und Ergebnisse
Zusammenfassung
Zur Untersuchung der grundlegenden Aspekte der Fahrzeugverschmutzung wurden diverse geometrische Grundkörper-Modelle verwendet, um eine Abgrenzung von Eigen- und Fremdverschmutzung zu ermöglichen und fundamentale Erkenntnisse in diesem Arbeitsgebiet auszuarbeiten. Hierbei ist die gewählte Reihenfolge der vorgestellten Geometrien und Ansätze anhand des chronologischen Verlaufs der Fahrzeugverschmutzung festgelegt, was anhand der Definition von Eigen- und anschließender Fremdverschmutzung bereits in Kapitel 2 erläutert worden ist. Ziel der im Folgenden vorgestellten Untersuchungen ist es, eine Wissensbasis über die notwendigen Randbedingungen der Fahrzeugverschmutzung zu schaffen und diese Informationen in die numerische Simulation der Eigen- und Fremdverschmutzung einfließen zu lassen.
Iwo Spruß
Chapter 6. Schlussfolgerungen
Zusammenfassung
Im Rahmen dieser Arbeit wurde in enger Zusammenarbeit mit der Exa Corporation die Leistungsfähigkeit der Partikel-Solver in PowerVIZ® und PowerFLOW® anhand experimenteller und korrespondierender, numerischer Untersuchungen weiterentwickelt. Hierbei ist eine klare Differenzierung bezüglich der angewendeten Partikel-Solver zu treffen. Über die in Kapitel 5.1 experimentell ermittelten Tropfengrößenverteilungen am Umfang eines freistehenden Rades konnte die Grundlage für eine charakteristische Eingangsrandbedingung zur numerischen Simulationen der Eigenverschmutzung mit PowerVIZ® erarbeitet werden.
Iwo Spruß
Backmatter
Metadaten
Titel
Ein Beitrag zur Untersuchung der Kraftfahrzeugverschmutzung in Experiment und Simulation
verfasst von
Iwo Spruß
Copyright-Jahr
2016
Electronic ISBN
978-3-658-13029-9
Print ISBN
978-3-658-13028-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-13029-9

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