Hallo zusammen, hallo Andreas,
nachdem ich mit Deinen Koordinatenangaben absolut nicht klargekommen bin (die vielen 10er bei den y-Koordinaten ?!?!), habe ich mal einige Fleißarbeit investiert.
1. Man konstruiere die Geometrie eines 3-Flüglers mit herkömmlichen Mitteln (Zirkel, Maß, Lineal)
Verwendet habe ich einen Leitflügel von 45° Kreisbogen, davor einen halbkreisförmigen Vorflügel mit etwa parabolischer Kappe,
Breite ~ 0,58 Leitflügellängen (24 zu 14, also eher am Maximum des Sinnvollen)
2. Man übertrage die Zeichnung in FlowSim, und zwar in mehreren Stellungen zwischen 0 und 120° (die Stellungen 120° - 240°
und 240° bis 360° sinsd ja Wiederholungen)
3. Man fertige von der Strömunssimulation zu jeder Stellung ein Bildschirmfoto
4. Man verbinde die Fotos über einen Videoeditor zu einem mpg, wmv o.ä.
Wir hätten dann also einen animierten 3-Flügler mit Strömungsverlauf - allerding muss man einige Einschränkungen bedenken:
FlowSim lässt keine bewegten Objekte zu, es kommt also weder zu der im Beitrag angesprochenen Änderung der Stömungsrichtung und -stärke, noch können wir sehen, welche Veränderungen an den Strömungen die bewegten Flügel selbst bewirken. Auch ist es kaum abzuschätzen, ob die gewählte Strömungsstärke passt. Haben wir ein laues Lüftchen oder einen Orkan eingestellt??
Allerdings sind schon einige Schlüsse erlaubt
Im vorderen Bereich, so von etwa 320° bis 80° ergibt sich erwartungsgemäß eine gute Durchströmung des Flügels.
Dann folgt etwa bei 90° der Punkt, an dem die Einströmung von der linken gleich der von der rechten Seite ist - die Durchströmung kommt kurz zum Erliegen.
Nach der 90°-Stellung wirkt sich der nachfolgende Flügel sehr positiv aus. Seine Spitze lenkt den Luftstrom genau in Richtung des jetzt hintenliegenden Profils.
Ich denke, dass dies die Stellung ist, aus der der 3-Flügler seinen leichten Leistungsvorteil zieht.
Anschließend erreicht der Flügel zuerst den Windschatten des nachfolgenden Flügels, dann den des Masts. Hinter dem Mast bei ca. 160°- 190° kommt noch einige Strömung an, da sich diesmal die Spitze des vorauslaufenden Flügels günstig auswirkt und noch einen "Strahl" verwertbarer Luft schickt, bevor anschließend der Windschatten des vorauslaufenden Flügels durchfahren wird. Ohne die Einbeziehung von Wirbeleffekten erscheint dieser ganze Bereich nur mäßig ergiebig. Allenfalls lässt sich die Forderung nach einem schlanken Mast ableiten.
Schließlich erreicht der Flügel bei ca 230° den Bereich, in dem er selbst gegenläufig angeströmt wird. Hier wird Energie vernichtet (in der Animation unten)
Für das Flügelprofil lässt sich erkennen:
Eine begrenzte Länge des Leitflügels bestätigt sich als günstig. Dieser bleibt dann im Gegenstrombereich schön hinter dem Schatten des eigenen Vorflügels und erzeugt nicht zusätzlich eigenen Widerstand. Außerdem bleibt dann die Überdeckung des hintenliegenden Flügels erträglich. Hier gibt es sicher ein Größenoptimum, bevor bei abnehmender Größe die Leistung wieder schwindet.
Der Vorflügel scheint mir innen tatsächlich voll halbkreisförmig am günstigsten, nicht etwa leicht geöffnet wie in den beiden Darstellungen zuvor.
Der Leitflügel braucht wohl keine Profilierung, da er nicht "gezielt" angeströmt wird. Günstig scheint mir eine gewisse Materialstärke mit gerundeter Kante. Nur diese Rundung muss wohl in den Vorflügel eintauchen, und zwar so, dass Vorflügelhalbkreis und Kantenrundung konzentrisch liegen.
Bisher habe ich keine Vorstellung, ob eine gerundete Hinterkante eines gleichmäßig dicken Leitflügels oder eine spitz zulaufende einen Effekt macht, und wie evtl. die Kanten des Vorflügels besonders gestaltet sein sollten.
Jedenfalls sind jetzt genug Ideen da, und es soll endgültig an Modellen getestet werden.
Rundling