Aerodynamik Optimierung

[Acid-Beatz]

Hi Leute,
gehe ich richtig in der Annahme, dass man "Verbesserungen" eigentlich nur durch "suchen", sprich immer neue Computermodelle, finden kann?! Also ich denke jetzt daran, dass man kleine Veränderungen auf gut Glück vornimmt, das ganze neu berechnet und dann einfach vergleicht ob sich was verbessert hat.

Wenn das so stimmt: Wie kommt man dann zu so exotischen Formen wie zum Beispiel http://de.wikipedia.org/wiki/BMW_H2R weil hier ist man ja doch ziemlich weit von einem Serienfahrzeug entfernt.

[RaumKraehe]

Weil auch das Design eine Rolle spielt.

[Acid-Beatz]

Das war mir schon klar aber Designvorstöße, die Gründe seien mal dahingestellt, gabs ja bereits genug und ich bin mir sicher, dass der Markt für Neuerungen offen wäre solange es nur bischen was bringt.

[Shink]

Wie kommt man dann zu so exotischen Formen
Ich frage mich auch oft: Wie kommt man zu so exotischen Formen wie den X6 - ein Sportwagen der aussieht wie ein Geländewagen. Im Gelände dank Niederquerschnittreifen unbrauchbar, als Sportwagen wegen Gewicht und Höhe ineffizient und fürs Herzeigen in der Stadt bedenklich da man keinen Überblick hat

Ohne Zweifel hat man das Design wegen der Aerodynamik gewählt.:freak:

[Argo Zero]

Aerodynamik vs. Gesetz könnte man auch sagen.
Gewisse Formen sind einfach verboten worden. Ein Grund, warum es ab 1973 keine wunderschönen Autos mehr gab.
Die EU-Richtlinien werden auch immer strenger – Beispiel: Fußgängerschutz.

[Master3]

Ich frage mich auch oft: Wie kommt man zu so exotischen Formen wie den X6 - ein Sportwagen der aussieht wie ein Geländewagen. Im Gelände dank Niederquerschnittreifen unbrauchbar, als Sportwagen wegen Gewicht und Höhe ineffizient und fürs Herzeigen in der Stadt bedenklich da man keinen Überblick hat

Ohne Zweifel hat man das Design wegen der Aerodynamik gewählt.:freak:

Weil man auch generell SUVs wegen der Windschnittigkeit kauft:freak:.

[Nevermore4ever]

Na im Flug- und Raumfahrzeugbau gibt es auch noch windschnittigere Modelle. :)

Zu dem Problem "Wie baue ich da jetzt vier Räder und ein Lenkrad rein" kommt eben immer noch das Problem "Der Mensch ist ein Gewohnheitstier". Er will sich langsam umgewöhnen, auch wenn rein technisch schon längst etwas viel Vernünftigeres möglich wäre; das gefällt ihm dann nicht.

Also wird enorm viel Aufwand getrieben, damit das, was technisch relativ einfach wäre, so gemacht werden kann, dass es auch noch wunderhübsch oder geil oder schick ist. Und da muss man dann richtig viel herumrechnen, was geht.

[blackbox]

Zuerst: Ich kenne mich in der Automobilentwicklung nicht aus.
Aber: Was man so liest und sieht, steht das Design ganz klar im Vordergrund. Denn die Designer bauen schließlich als erste das Modell. Die Windschnittigkeit ist dann nur eine Folge des Designs. Dann kommen die alltäglichen Tricks wie Unterbodenverkleidung etc.

Und wenn dann doch das Auto wie eine Schrankwand im Wind liegt, dann wird halt ein potenter Motor reingepackt. ,)
Die PS Zahlen heutzutage sind schwindelerregend hoch.

[Argo Zero]

Aktueller Trend ist, dass die Motoren immer kleiner werden und ggf. doppelt aufgeladen werden. Aerodynamik wird zudem auch nicht vernachlässigt, sind aber an gesetzliche Vorgaben gebunden, die ggf. der Aerodynamik Wünsche der Designer einschränken. Also wird ein Kompromiss gefunden zwischen gesetzlichen Vorgaben, Aerodynamik und Design.
Die Sparte SUV sei mal dahingestellt. Ich rede von den Autos mit den meisten Neuzulassungen: Beispiel VW Golf. Sparsamer, leistungsfähiger und eine bessere Aerodynamik schmücken das aktuelle Modell.

[Master3]

Problematisch bei aktuellen Fahrzeugen ist der Zusammenhang der projezierten Frontfläche zum Luftwiderstandbeiwert. Letzterer ist schon recht niedrig, was aber wieder wettgemacht wird durch breitere und höhere Fahrzeuge.

Gut lässt sich dieser Zusammenhang an Formel 1 Fahrzeugen sehen. Die cw Wert ist extrem hoch, aber durch die geringe Fläche erreichen sie trotzdem Geschwindigkeiten von jenseits der 300km/h Marke.

[Annator]

Die Frage ist ja wie ein Fahrzeug aussehen würde wenn man komplett auf des Design "scheissen" würde.

[Plutos]

Die Frage ist ja wie ein Fahrzeug aussehen würde wenn man komplett auf des Design "scheissen" würde.

Wenn's um die Aerodynamik geht, dann vermutlich etwa so: :frown:

http://www.skyroadster.com/forums/attachments/f25/27417d1219076426-more-aerodynamic-solstice-sky-solarcar.jpg

[Pinoccio]

Wenn's um die Aerodynamik geht, dann vermutlich etwa so: :frown:

http://www.skyroadster.com/forums/attachments/f25/27417d1219076426-more-aerodynamic-solstice-sky-solarcar.jpgDas ist sogar noch ein wenig ein Kompromiss fürmöglichst gute Sonneneinstrahlung.
Mehr Bilder:
Heise: Shell Eco Marathon 2010: Impressionen vom Lausitzring (http://www.heise.de/autos/artikel/Shell-Eco-Marathon-2010-Impressionen-vom-Lausitzring-996688.html)
http://www.abload.de/img/b2b45d60851fdd0d8kd0.jpeg (http://www.heise.de/autos/artikel/Shell-Eco-Marathon-2010-Impressionen-vom-Lausitzring-996688.html?bild=1;view=bildergalerie)

mfg

[Argo Zero]

Die Frage ist ja wie ein Fahrzeug aussehen würde wenn man komplett auf des Design "scheissen" würde.

Die Front wäre wohl nicht viel anders von der Bauweise. Stichwort: Fußgängerschutz.

[Pinoccio]

Die Front wäre wohl nicht viel anders von der Bauweise. Stichwort: Fußgängerschutz.Nicht zwingend. Bei okölogisch sinnvollen Geschwindigkeiten kann man mit weichen, Fußgänger-freundlichen Teilen viel für die Aerodynamik machen.
In der derzeitigen Fahrzeugtechnischen Praxis gehen aber auch einige Maßnahmen sogar Hand in Hand, der Lupo 3L beispielsweise war aerodynamisch und die glatten, abgerundeten Formen kamen auch dem Fußgängerschutz zu gute.
Beim UNI-CAR (http://books.google.de/books?id=Dyia9AkrRIgC&lpg=PA102&ots=S8Pv3c1VlE&pg=PA99#v=onepage&q&f=false) sind Teile der Front aus PUR-Schaum (Buchseite 100 unten, Strömungsbild hier (pdf) auf Seite 10 (http://elib.uni-stuttgart.de/opus/volltexte/2007/3282/pdf/Uni_Stuttgart_175_Jahre_Teil_3.pdf)).

mfg

[Monger]

Da kommt viel Forschung aus der Natur. Man schaut sich z.B. Fische an, macht Untersuchungen über deren Energieeffizienz, und dann kommt man zu dem Ergebnis dass manchmal ziemlich abgefahrene Formen besonders energetisch günstig unter diesen und jenen Bedingungen sind.

Ein Beispiel sind Quallen: sehen erstmal furchtbar unförmig aus, aber was Energieffizienz angeht, sind die praktisch ungeschlagen. Oder die Haut von Haien, deren Noppenform mittlerweile für Flugzeuge adaptiert wird.

Und natürlich gibt es mathematische Forschung über solche Körper. Auch da gibt es immer wieder mal Überraschungen.

Ich glaube, in dem Bereich gibt es noch erstaunlich viel Raum für Neuentdeckungen.

[Foxbat]

Bei der Aerodynamik heutiger PKWs darf man sich nicht viel (mehr) erwarten.
4 Räder, 4 aufrecht sitzende Passagiere und ein Motor sind Vorgaben welche alle Fahrzeuge mehr oder minder gleich aussehen lassen (müssen)

Design follows function :frown:

Ausnahmen gibts nur dort wo die Vorgaben geändert werden - zB Roadster (auch sehr ähnlich untereinander), Motorräder ;D

gn8

[greeny]

Wenn's um die Aerodynamik geht, dann vermutlich etwa so: :frown:

http://www.skyroadster.com/forums/attachments/f25/27417d1219076426-more-aerodynamic-solstice-sky-solarcar.jpg
oder so:
http://images.thecarconnection.com/lrg/1985_ford_probe_v_concept_100005492_l.jpg
http://www.abload.de/thumb/fordprobevsidee0hq.jpg (http://www.abload.de/image.php?img=fordprobevsidee0hq.jpg)
http://www.abload.de/thumb/fordprobevback1985g0sn.jpg (http://www.abload.de/image.php?img=fordprobevback1985g0sn.jpg)

http://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/showthread.php?p=5114734&highlight=ford+probe#post5114734
+ Re: von siegemaster

[HAL]

Das war mir schon klar aber Designvorstöße, die Gründe seien mal dahingestellt, gabs ja bereits genug und ich bin mir sicher, dass der Markt für Neuerungen offen wäre solange es nur bischen was bringt.
Keiner kauft ein hässliches Auto nur weil es bei 100 km/h 0,2 liter weniger verbraucht.

Die Aerodynamik ist heutzutage relativ gut und hat sich seit Jahren nicht nennenswert verbessert - zum Teil auch (aus Designgründen) verschlechtert.

Der aktuelle VW Shirocco hat denselben cW-Wert wie der Golf 2 und einen deutlich(!) schlechteren als z.B. eine 84er E-Klasse.

Den Verbrauch durch eine gute Aerodynamik senken zu wollen ist auch relativ ineffizient - auch mit schlechter Aerodynamik verbraucht quasi jedes Fahrzeug bei 120 km/h auf Langstrecke immer noch weniger als im Stadtverkehr (wo der cW-Wert fast Wurst ist).
Den Flottenverbrauch kann man mit effizienteren downgesizten Motoren viel leichter senken als mit einer guten Aerodnymik und hat dabei noch freie Hand beim Design.

[Argo Zero]

oder so:
http://images.thecarconnection.com/lrg/1985_ford_probe_v_concept_100005492_l.jpg

Bei dieser Konstruktion stelle ich mir nur eine Frage: Wie werden effektiv die Bremsen gekühlt?

[blackbox]

Das ist ja kein Rennauto.
Wenn Bremsen gekühlt werden, dann weil sie von innen belüftet werden
Insofern ist das kein Problem.

[Cyphermaster]

Die Aerodynamik besteht zum überwiegenden Teil eben nicht aus dem cw-Wert, der ja auch treffend LuftwiderstandsBEIwert (im Sinne von "neben") heißt. Der cw-Wert, an dem alle diese Optimierungen ansetzen, ist für die Berechnung des Luftwiderstandes ein linearer Faktor, während die Dimensionen der projizierten Fahrzeugfront quadratisch in die Berechnung eingehen. Unter dem Strich bedeutet das, daß man mit einer kleineren Fahrzeugfläche mit wesentlich größerer Leichtigkeit die Verluste durch Strömungswiderstand verringern kann, als es über den (ja auch nur in Maßen beeinflußbaren) Beiwert erreichbar ist.

Die Optimierung der Aerodynamik ist damit an sich schon durch simples Nachdenken im Groben machbar (z.B. bei Zweisitzern wäre die Anordnung der Sitze hinter- statt nebeneinander deutlich effizienter). Feinoptimierung braucht aber -genau wie bei Festigkeitsberechnungen- so viele Einzelberechnungen und Variation der Randbedingungen wegen der breiten Betriebsbedingungen, daß man sie rechnerisch eben nur noch mit Computern, und nicht mehr durch das menschliche Gehirn in vernünftiger Zeit durchführen kann.

Irrig ist allerdings die Annahme, daß praktisch ausschließlich der Luftwiderstand für den Spritverbrauch zuständig ist. Rollwiderstand der Reifen, Getriebe, Fahrzeugmasse usw. spielen da je nach Randbedingungen wichtige bis sogar dominante Rollen - wie man am Beispiel der Effizienz von Hybriden im Stadtverkehr durch Bremskraftrückgewinnung gut sieht.

[Annator]

Naja wenn ich mit 10km/h durch die Gegend fahre ist der Luftwiederstand nicht so wichtig wie bei 300km/h.

[FlashBFE]

Bei der Aerodynamik heutiger PKWs darf man sich nicht viel (mehr) erwarten.
4 Räder, 4 aufrecht sitzende Passagiere und ein Motor sind Vorgaben welche alle Fahrzeuge mehr oder minder gleich aussehen lassen (müssen)

Nein, es gäbe schon noch genug Möglichkeiten, z.B. der Aptera :
http://cdn.webecoist.com/wp-content/uploads/2009/01/aptera-electric-vehicle.jpg

Das Problem sind mehr die Erwartungen der Kundschaft. Was nicht wie ein Auto aussieht, wird belächelt oder verspottet. Deswegen kann es Änderungen höchstens in kleinen Schritten geben.

Eine andere Sache ist der Rollwiderstand der Reifen. Der Aptera hier hat ja auch nur drei Räder, um an dieser Stelle zu sparen. Kann mir hier jemand einen Grund sagen, warum es (fast) keine Großserien-PKW mit drei Rädern gibt? Wird dadurch die Straßenlage so schlecht oder was hat das für Nachteile?

[Master3]

Eine andere Sache ist der Rollwiderstand der Reifen. Der Aptera hier hat ja auch nur drei Räder, um an dieser Stelle zu sparen. Kann mir hier jemand einen Grund sagen, warum es (fast) keine Großserien-PKW mit drei Rädern gibt? Wird dadurch die Straßenlage so schlecht oder was hat das für Nachteile?

Richtig, die Fahrsicherheit wird stark beeinträchtigt. Bei Fahrzeugen mit 3 Rädern liegt die Kippgrenze sehr niedrig.
Kannst ja mal bei youtube folgendes suchen "Reliant Robin".:biggrin:

[Ultron]

Richtig, die Fahrsicherheit wird stark beeinträchtigt. Bei Fahrzeugen mit 3 Rädern liegt die Kippgrenze sehr niedrig.
Kannst ja mal bei youtube folgendes suchen "Reliant Robin".:biggrin:


Da kippt gar nix. https://www.youtube.com/watch?v=BgMMpS7uJJo
Bei 1:10 machen sie Ausweichtests.