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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Seifenblasen helfen beim Benzinsparen |
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| | | Eine neue Technik hilft, Luftströme im Windkanal genauer zu messen: Mit Helium gefüllte Seifenblasen sollen die Aerodynamik optimieren und so den Benzinverbrauch reduzieren. |
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Großes Sparpotenzial beim Luftwiderstand |
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Die Autoindustrie steht unter Innovationszwang. Ab 2015 darf die Produktpalette eines Autobauers den Grenzwert von durchschnittlich 130 Gramm CO2 Ausstoß pro Kilometer nicht überschreiten. Einsparungspotenzial besteht vor allem im Bereich der Aerodynamik. Das ist auch billiger, als einen Motor zu überarbeiten oder neu zu entwickeln.
Es gibt verschiedene Methoden, um den Luftwiderstand der Karosserie im Windkanal sichtbar zu machen. Neben einfachen Techniken wie Nebel oder kleine Wollbüschel einzublasen gibt es auch aufwändigere wie die Laser-Doppler-Anemometry. Diese Verfahren zeigen allerdings nur, was auf der Oberfläche oder in einem kleinen Abschnitt passiert.
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Luft ist unsichtbar - Seife nicht |
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"Eine der Herausforderungen für Aerodynamiker ist der Umstand, dass Luft unsichtbar ist, man kann also nicht einfach 'sehen', was vorgeht. Windkanäle messen Anpresskraft und Luftwiderstand, aber sie erklären nicht, wie diese Kräfte entstehen", sagt Angus Lock, Chef-Aerodynamiker bei der britischen Firma MIRA, die das Verfahren entwickelt hat.
Um diese Frage zu klären, werden mit Helium gefüllte Seifenblasen in den Windkanal geblasen. Die etwa drei Millimeter kleinen Blasen haben einen neutralen Auftrieb und werden von zwölf Kameras beobachtet. So wird gewährleistet, dass mindestens zwei Kameras zugleich eine Blase filmen, damit eine dreidimensionale Standortbestimmung ermöglicht wird.
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Hollywood Technologie für die Autoindustrie |
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Das Prinzip ist unter dem Namen "Motion Capture" bekannt. Es wird auch für Animationsfilme und Computerspiele eingesetzt, um menschliche Bewegungen aufzuzeichnen und in ein für den Computer lesbares Format umzuwandeln, der dann ein dreidimensionales Modell generieren kann.
So verfährt es auch mit den Seifenblasen. Die Lichtreflexionen werden von den Kameras wahrgenommen und in ein Computermodell überführt, das mit Numerischer Strömungsmechanik arbeitet. Das ist eine Methode, strömungstechnische Probleme annähernd rechnerisch zu lösen und wird schon lange als kostengünstige Alternative zu Windkanalversuchen eingesetzt.
Der größte Vorteil der Seifenblasen ist, dass der gesamte Windkanal beobachtet wird. Das Verständnis, wie die aerodynamischen Eigenschaften einer Karosserie entstehen, wird dadurch vertieft und der Spritverbrauch kann gesenkt werden, sagt Lock. Schließlich ist der für die CO2 Emissionen verantwortlich.
Benedikt Baumgartner, science.ORF.at, 31.08.09
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01.01.2010 |
