3.1 DIE STRÖMUNGSVERHÄLTNISSE OHNE ABDRIFT UND OHNE AUFTRIEB

Ohne Abdrift und ohne Auftrieb (also bei Vorwindkurs) sind nachfolgende Parameter von Bedeutung:

  • Der Staupunkt: ist identisch mit der Vorderkante der Finne, hier teilt sich die Strömung.
  • Die Grenzschicht: sie ist der Übergangsbereich zwischen Finnenoberfläche und dem laminar vorbeiströmenden Wasser.
  • Die laminare Strömung: in ihr verlaufen die Stromlinien weitgehend parallel.
  • Der Umschlagpunkt: hier wird die Grenzschicht plötzlich dicker und es beginnt die Strömungsinstabilität. Seine Position ist abhängig von der Geschwindigkeit, vom Profil, von der Rauhigkeit der Finne insbesondere im vorderen Drittel und von zufälligen Störungen in der Anströmung. Störungen an der Anströmkante (Finnenbeschädigungen) ziehen den Umschlagpunkt nach vorne ebenso wie zunehmende Geschwindigkeit.
  • Die turbulente Strömung: hier kommt es zu einem Impulsaustausch zwischen den Wasserteilchen in verschiedenen Richtungen.

· Der Ablösepunkt kennzeichnet den Beginn der Strömungsablösung.

ABBILDUNG 8: Schematische Darstellung der Strömung entlang des Finnenprofils

S Staupunkt

Laminare Strömung:  die Flüssigkeitsteilchen bewegen sich ohne Quervermischung entlang gering

gekrümmter Stromlinien

Turbulente Strömung:  die Flüssigkeitsteilchen tauschen Querimpulse aus, Instabilität beginnt

Ablösung: die Strömung löst sich völlig vom Profil ab

U Umschlagpunkt: Beginn der Instabilität; er wandert mit zunehmender

Fahrgeschwindigkeit nach vorne

A Ablösepunkt

Blackdiamonds_theory_8

Die Grenzschicht (oder Reibungsschicht) kann als Bereich verzögerter Strömung verstanden werden, in der die an der Finnenoberfläche anhaftenden Wasserteilchen die Geschwindigkeit Null haben. Mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche gewinnen sie an Geschwindigkeit und gehen schließlich auf den Wert der Außenströmung über. Innerhalb dieses dünnen Bereichs haben die Wasserteilchen unterschiedliche Geschwindigkeit, es entstehen der Finnenbewegung entgegen gerichtete Reibungskräfte, die als Reibungswiderstand bezeichnet werden. Die Größe dieses Widerstandes ist von der Fahrgeschwindigkeit abhängig.

Eine Finne ist dann stromlinienförmig, wenn sich an ihr die Strömung nicht ablöst. Die Stromlinien sollten sich fast ohne Wirbelbildung hinter der Finne schließen.