DE102016203840A1

DE102016203840A1 - Wind tunnel arrangement and method for determining aerodynamic properties

Info

Publication number: DE102016203840A1
Application number: DE102016203840.0A
Authority: DE
Inventors: Jasmin Dörr; Fabian Tenzer; Jan Schulze; Joern Sesterhenn
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-09-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Windkanalanordnung (1) mit einer Düse (4), welche einen Düseneintritt (44) zur Aufnahme einer erzeugten Luftströmung (60), einen Düsenaustritt (45) zur Ausgabe der Luftströmung (60) und einen dazwischen angeordneten Kontraktionsbereich (40) zur Beschleunigung der Luftströmung (60) vom Düseneintritt (44) zum Düsenaustritt (45) hin aufweist, und mit einem Vorkontraktionsbereich (50), welcher stromaufwärts vom Düseneintritt (44) angeordnet ist, bei welcher im Vorkontraktionsbereich (50) und/oder im Kontraktionsbereich (40) eine Turbulenzerzeugungsanordnung (30) ausgebildet ist, welche ein oder mehrere Turbulenzerzeugungselemente (35) aufweist, und ein jeweiliges Turbulenzerzeugungselement (35) zur Erzeugung von Turbulenz von der Strömung (60) umströmbar ist.The invention relates to a wind tunnel arrangement (1) having a nozzle (4) which has a nozzle inlet (44) for receiving a generated air flow (60), a nozzle outlet (45) for outputting the air flow (60) and a contraction region (40) arranged therebetween. for accelerating the airflow (60) from the nozzle inlet (44) to the nozzle exit (45) and having a pre-contraction region (50) located upstream of the nozzle inlet (44), in which in the pre-contraction region (50) and / or in the contraction region (40) a turbulence generating arrangement (30) is formed, which has one or more turbulence generating elements (35), and a respective turbulence generating element (35) for generating turbulence of the flow (60) is flowed around.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkanalanordnung sowie ein Verfahren zur Bestimmung aeroakustischer Eigenschaften. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Windkanalanordnung sowie ein Verfahren jeweils zur Bestimmung aeroakustischer Eigenschaften eines Messobjekts und insbesondere eines Fahrzeugs. The present invention relates to a wind tunnel arrangement and to a method for determining aeroacoustic properties. In particular, the present invention relates to a wind tunnel arrangement and to a method in each case for determining aeroacoustic properties of a measurement object and in particular of a vehicle.

Um die aerodynamischen und insbesondere die aeroakustischen Eigenschaften von Fahrzeuge als Messobjekte bestimmen zu können, wird neben Realanwendungen, also z.B. realen Fahrten, vermehrt auch auf Messungen in Windkanälen zurückgegriffen. Dies bietet sich im Fahrzeugbereich insbesondere dann an, wenn die aerodynamischen und aeroakustischen Eigenschaften mit einem bestimmten äußeren Design eines Chassis oder einer Karosserie oder dergleichen verbunden sind, die einer speziellen Geheimhaltung unterliegen. In order to be able to determine the aerodynamic and in particular the aeroacoustic properties of vehicles as measuring objects, in addition to real applications, e.g. real trips, increasingly also resorted to measurements in wind tunnels. This is particularly suitable in the vehicle sector when the aerodynamic and aeroacoustic properties are associated with a specific exterior design of a chassis or a body or the like, which are subject to special secrecy.

Problematisch bei bekannten Windkanalanordnungen ist jedoch, dass realistische Strömungsbedingungen, wie sie zum Beispiel im normalen Straßenverkehr unter verschiedenen Verkehrssituationen auftreten, nur eingeschränkt nachgebildet werden können. The problem with known wind tunnel arrangements, however, is that realistic flow conditions, such as occur in normal traffic under different traffic situations, can only be reproduced to a limited extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Windkanalanordnung sowie ein Verfahren zur Bestimmung aeroakustischer Eigenschaften eines Messobjekts anzugeben, bei welchen ein besonders realistisches Abbild natürlicher Strömungsverhältnisse erzeugbar ist. The invention is based on the object to provide a wind tunnel arrangement and a method for determining aeroacoustic properties of a test object, in which a particularly realistic image of natural flow conditions can be generated.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Windkanalanordnung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und bei einem Verfahren zur Bestimmung aeroakustischer Eigenschaften eines Messobjekts erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The object underlying the invention is achieved in a wind tunnel arrangement according to the invention with the features of independent patent claim 1 and in a method for determining aeroacoustic properties of a test object according to the invention with the features of independent claim 9. Advantageous developments are the subject matter of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Windkanalanordnung geschaffen mit einer Düse, welche einen Düseneintritt zur Aufnahme einer erzeugten Luftströmung, einen Düsenaustritt zur Ausgabe der Luftströmung und einen dazwischen angeordneten Kontraktionsbereich zur Beschleunigung der Luftströmung vom Düseneintritt zum Düsenaustritt hin aufweist, und mit einem Vorkontraktionsbereich, welcher stromaufwärts vom Düseneintritt angeordnet ist, bei welcher im Vorkontraktionsbereich und/oder im kontraktionsbereich eine Turbulenzerzeugungsanordnung ausgebildet ist, welche ein oder mehrere Turbulenzerzeugungselemente aufweist, und bei welcher ein jeweiliges Turbulenzerzeugungselement zur Erzeugung von Turbulenz von der Strömung umströmbar ist. Insbesondere durch das Vorsehen einer Turbulenzerzeugungsanordnung bereits im Vorkontraktionsbereich, das heißt also vor Eintritt der Luftströmung in die zu Grunde liegende Düse, kann bereits zu einem frühen Zeitpunkt der Entstehung der zur Messung verwendeten Strömung eine Turbulenz mit einer bestimmten Signatur erzeugt werden, die in beschleunigter Form aus der Düse austritt. According to a first aspect of the present invention, there is provided a wind tunnel assembly having a nozzle having a nozzle inlet for receiving a generated airflow, a nozzle exit for outputting the airflow and a contraction region therebetween for accelerating the airflow from the nozzle inlet to the nozzle exit, and a pre-contraction area which is arranged upstream of the nozzle inlet, wherein in the Vorkontraktionsbereich and / or in the contraction region a turbulence generating arrangement is formed, which has one or more turbulence generating elements, and in which a respective turbulence generating element for generating turbulence of the flow is flowed around. In particular, by the provision of a turbulence generation arrangement already in the Vorkontraktionsbereich, that is, before the occurrence of the air flow into the underlying nozzle, turbulence with a specific signature can already be generated at an early stage of formation of the flow used for the measurement, in accelerated form emerges from the nozzle.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Windkanalanordnung sind die Turbulenzerzeugungsanordnung und insbesondere ein jeweiliges Turbulenzerzeugungselement durch ihre Anordnung und/oder ihre Geometrie dazu ausgebildet, eine Turbulenz mit einer Ablösefrequenz von Wirbeln von weniger als 20 Hz, insbesondere von weniger als 15 Hz und vorzugsweise von weniger als 10 Hz zu erzeugen. Durch Erzeugung von Wirbelstraßen mit einer Ablösefrequenz erzeugter Wirbel von unterhalb 20 Hz können besonders realistische Modulationen im Sinne von breitbandige Amplitudenschwankungen zur Untersuchung aerodynamischer und aeroakustischer Eigenschaften von Messobjekten und insbesondere von Fahrzeugen erzeugt und untersucht werden. Diese kommen in ihrer Wirkung den Situationen im tatsächlichen Verkehrsbetrieb nahe oder entsprechen diesen sogar. In an advantageous development of the wind tunnel arrangement according to the invention, the turbulence generation arrangement and in particular a respective turbulence generating element are designed by its arrangement and / or its geometry, a turbulence with a frequency of removal of vortices less than 20 Hz, in particular less than 15 Hz and preferably less than 10 Hz to produce. By generating turbulence at a frequency of a frequency generated by vortex below 20 Hz, particularly realistic modulations in the sense of broadband amplitude fluctuations for the investigation of aerodynamic and aeroacoustic properties of objects under test and in particular of vehicles can be generated and investigated. These come close to or even correspond to the situations in actual traffic operation.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Windkanalanordnung erstreckt sich ein jeweiliges Turbulenzerzeugungselement im Wesentlichen vollständig über einen Strömungsquerschnitt einer zu Grunde liegenden Kanalröhre. Durch diese Ausgestaltungsform lässt sich die gesamte am Eintritt einer zu Grunde liegenden Düse vorliegende Strömung mit einem entsprechenden Turbulenzmuster ausgestalten und führt somit hinter dem Düsenaustritt zu einem gleichförmigen und den gesamten Strömungsraum überstreichenden Turbulenzmuster. In another advantageous development of the wind tunnel arrangement according to the invention, a respective turbulence generating element extends substantially completely over a flow cross section of an underlying sewer pipe. By means of this embodiment, the entire flow present at the inlet of an underlying nozzle can be designed with a corresponding turbulence pattern and thus leads, downstream of the nozzle outlet, to a uniform turbulence pattern sweeping over the entire flow space.

Eine besonders einfach herzustellende und zu handhabende Konfiguration ergibt sich für die Windkanalanordnung dann, wenn entsprechend einfache Geometrien für die zu Grunde liegenden Turbulenzerzeugungselemente vorgesehen werden. So ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung ein jeweiliges Turbulenzerzeugungselement als, insbesondere senkrechter, Zylinder ausgebildet, vorzugsweise mit kreisförmiger oder elliptischer Grundfläche. Dessen Achse kann vorzugsweise nicht parallel und/oder insbesondere senkrecht zur einer Hauptströmungsrichtung der Strömung im Vorkontraktionsbereich ausgerichtet sein. A particularly easy to manufacture and handle configuration results for the wind tunnel arrangement, if correspondingly simple geometries are provided for the underlying turbulence generating elements. Thus, in an advantageous development, a respective turbulence generating element is designed as, in particular vertical, cylinder, preferably with a circular or elliptical base surface. Its axis may preferably not be aligned parallel and / or in particular perpendicular to a main flow direction of the flow in the Vorkontraktionsbereich.

Neben der Ausgestaltung des Turbulenzmusters mittels der übergeordneten Geometrie der einzelnen Turbulenzerzeugungselemente, kann es auch von Vorteil sein, wenn ein jeweiliges Turbulenzerzeugungselement an seiner Mantelfläche (a) mit einem Oberflächenmaterial mit vorgegebener Rauheit, (b) mit Ausstülpungen und/oder Einbuchtungen und/oder (c) mit an der Oberfläche ausgebildeten Trippingkörpern ausgebildet ist, insbesondere in formähnlicher und/oder achsenparalleler Art und Weise zum jeweiligen Turbulenzerzeugungselement. Auf diese Art und Weise lassen sich die Wirbelverteilung und insbesondere die Ablösefrequenz weiter beeinflussen. In addition to the configuration of the turbulence pattern by means of the superordinate geometry of the individual turbulence generation elements, it can also be advantageous if a respective turbulence generating element is formed on its lateral surface (a) with a surface material of predetermined roughness, (b) with protuberances and / or indentations and / or (c) with tripping bodies formed on the surface, in particular in shape-like and / or or axis-parallel manner to the respective turbulence generating element. In this way, the vortex distribution and in particular the separation frequency can be further influenced.

Alternativ oder zusätzlich lässt sich die Ablösefrequenz auch durch ein Verschieben eines oder mehrerer Turbulenzerzeugungselemente in Richtung auf den Kontraktionsbereich und/oder im Kontraktionsbereich beeinflussen. Alternatively or additionally, the removal frequency can also be influenced by a displacement of one or more turbulence generation elements in the direction of the contraction region and / or in the contraction region.

Besonders niedrige Ablösefrequenzen ergeben sich über die Variation der linearen Dimension oder Ausdehnung der jeweiligen Turbulenzerzeugungselemente. So ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windkanalanordnung vorgesehen, dass ein jeweiliges Turbulenzerzeugungselement einen Durchmesser, insbesondere einen Zylinderdurchmesser, im Bereich von etwa 20 mm bis etwa 1000 mm, insbesondere im Bereich von etwa 30 mm bis etwa 800 mm und vorzugsweise im Bereich von etwa 400 mm bis etwa 600 mm aufweist. Particularly low stripping frequencies result from the variation of the linear dimension or extent of the respective turbulence generating elements. Thus, it is provided in a particularly preferred embodiment of the wind tunnel arrangement according to the invention that a respective turbulence generating element has a diameter, in particular a cylinder diameter, in the range of about 20 mm to about 1000 mm, in particular in the range of about 30 mm to about 800 mm and preferably in the range from about 400 mm to about 600 mm.

Besonders realistische Strömungssituationen lassen sich nachbilden, wenn eine Mehrzahl von Turbulenzerzeugungselementen ausgebildet ist, die insbesondere als solche identisch zueinander sind und/oder eine identische Ausrichtung zueinander aufweisen. Particularly realistic flow situations can be reproduced if a plurality of turbulence generation elements is formed, which in particular are identical to one another and / or have an identical orientation to one another.

Grundsätzlich lassen sich etwaig vorgesehene Turbulenzerzeugungselemente in einem Vorkontraktionsbereich fest installieren und gegebenenfalls manuell verschieben. Besonders vorteilhaft ist eine Windkanalanordnung jedoch dann, wenn eine Positioniereinrichtung ausgebildet ist, durch welche die jeweiligen Turbulenzerzeugungselemente im Vorkontraktionsbereich und/oder relativ zu einander steuerbar anordenbar und ausrichtbar sind. Auf diese Art und Weise lassen sich zum Beispiel auch in automatisierter Form verschiedene Situationen, wie sie im Straßenverkehr auftreten können, mit geringem zeitlichen und personellen Aufwand nachbilden, zum Beispiel im Sinne von Fahrten in der Stadt, auf der Autobahn, auf der Landstraße und gegebenenfalls mit unterschiedlichen Verkehrsdichten und/oder baulichen Randbedingungen. In principle, any turbulence generating elements provided can be permanently installed in a precontracting region and, if necessary, moved manually. However, a wind tunnel arrangement is particularly advantageous when a positioning device is formed, by means of which the respective turbulence generation elements can be arranged and aligned controllably in the pre-contraction region and / or relative to one another. In this way, for example, even in an automated form different situations, as they can occur in traffic, with little time and effort to replicate, for example, in the sense of driving in the city, on the highway, on the highway and, where appropriate with different traffic densities and / or structural boundary conditions.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung aeroakustischer Eigenschaften eines Messobjektes und insbesondere eines Fahrzeuges geschaffen. Erfindungsgemäß wird dieses Verfahren unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Windkanalanordnung durchgeführt. According to a further aspect of the present invention, a method for determining aeroacoustic properties of a measurement object and in particular of a vehicle is provided. According to the invention, this method is carried out using a wind tunnel arrangement according to the invention.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zu Grunde liegende Strömung und/oder jeweilige Turbulenzerzeugungselemente so ausgebildet und/oder anordnet, dass durch die die Düse verlassende Strömung (a) ein Turbulenzgrad, (b) eine Verteilung und/oder Gestalt von Wirbeln und/oder (c) eine räumliche und/oder zeitliche Geschwindigkeitsverteilung denen einer Strömung einer realen Situation und insbesondere Straßenverkehrssituation – zumindest in einer äquivalenten Wirkung auf das Messobjekt oder Fahrzeug – nachgebildet werden. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the underlying flow and / or turbulence generating elements are formed and / or arranged such that by the flow leaving the nozzle (a) a degree of turbulence, (b) a distribution and / or shape of vortices and / or (c) a spatial and / or temporal velocity distribution which a flow of a real situation and in particular road traffic situation - at least in an equivalent effect on the measurement object or vehicle - are modeled.

Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens werden Auswirkungen erzeugter aerodynamischer Lasten auf Abschnitte, Bauteile und/oder Komponenten eines Fahrzeuges getestet. In another embodiment of the method, effects of generated aerodynamic loads on sections, components and / or components of a vehicle are tested.

Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen: Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures. Show it:

1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windkanalanordnung. 1 is a schematic plan view of an embodiment of the wind tunnel arrangement according to the invention.

2 bis 7 zeigen in geschnittener Draufsicht bzw. in Seitenansicht Ausführungsformen von Turbulenzerzeugungselementen, die bei einer erfindungsgemäßen Windkanalanordnung verwendet werden können. 2 to 7 show in sectional plan view and in side elevation embodiments of turbulence generating elements that can be used in a wind tunnel arrangement according to the invention.

8 bis 10 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Turbulenzerzeugungsanordnungen in schematischer und geschnittener Draufsicht. 8th to 10 show various embodiments of turbulence generating arrangements in a schematic and sectional plan view.

11A–B zeigen in geschnittener Draufsicht andere Ausführungsformen Turbulenzerzeugungselementen in Kombination miteinander. 11A -B show in plan sectional view other embodiments turbulence generating elements in combination with each other.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben. The following are with reference to the 1 to 10 Embodiments of the invention described in detail. Identical and equivalent as well as equivalent or equivalent elements and components are designated by the same reference numerals. Not in every case of their occurrence, the detailed description of the designated elements and components is reproduced.

Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form von einander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen. The illustrated features and other properties can be isolated in any form of each other and combined with each other, without departing from the gist of the invention.

1 zeigt in schematischer Draufsicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windkanalanordnung 1. 1 shows a schematic plan view of an embodiment of the wind tunnel arrangement according to the invention 1 ,

Dem Kern nach besteht diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windkanalanordnung 1 aus dem eigentlichen Kanal 8, der auch als Kanalröhre bezeichnet werden kann und der über Umlenkbereiche 9-1, ..., 9-4, die auch als Ecken bezeichnet werden können, im Kreis geführt wird und in sich geschlossen ist. The core according to this embodiment of the wind tunnel arrangement according to the invention 1 from the actual channel 8th , which can also be referred to as a sewer pipe and the deflection areas 9-1 , ..., 9-4 , which can also be referred to as corners, is guided in a circle and is self-contained.

Mittels einer Gebläseeinrichtung 2 wird die Strömung 60 eines Luftstroms erzeugt. Nach der Erzeugung der Strömung 60 durch das Gebläse 2 wird diese über einen ersten Diffusor 20 und gegebenenfalls über eine Kühleinrichtung 22 geführt. Nach einer ersten und zweiten Umlenkung über die Umlenkbereiche 9-3 und 9-4 gelangt die Strömung 60 nach Durchlaufen eines zweiten Diffusors 24 in eine Turbulenzvermeidungsanordnung 25, die aus einem stromaufwärts gelegenen ersten Sieb 26 und einem stromabwärts gelegenen zweiten Sieb 27 mit einem Gleichrichter 28 dazwischen gebildet wird. Die Turbulenzvermeidungsanordnung 25 liegt am stromaufwärts gelegenen Eingang eines so genannten Vorkontraktionsbereiches 50, welcher auf der stromabwärts gelegenen Eingangsseite der nachfolgenden Düse 4 und deren Düseneintritt 44 angeordnet ist. By means of a blower device 2 becomes the flow 60 generated an air flow. After the generation of the flow 60 through the blower 2 this will be via a first diffuser 20 and optionally a cooling device 22 guided. After a first and second deflection over the deflection 9-3 and 9-4 the flow arrives 60 after passing through a second diffuser 24 in a turbulence avoidance arrangement 25 coming from an upstream first sieve 26 and a downstream second screen 27 with a rectifier 28 is formed in between. The turbulence avoidance arrangement 25 lies at the upstream entrance of a so-called Vorkontraktionsbereiches 50 , which on the downstream entrance side of the subsequent nozzle 4 and their nozzle entry 44 is arranged.

Die Düse 4 besitzt einen kontraktionsbereich 40, der einen sich entlang der Hauptströmungsrichtung 61, die auch als mittlere Strömungsrichtung 61 der Strömung 60 bezeichnet wird, in ihrem Querschnitt verengt, und so den Druck und die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung 60 entlang der Hauptströmungsrichtung 61 steigert. Am Austritt 45 der Düse 4 liegt somit die Strömung 60 mit einem erhöhten dynamischen Druck und einer gesteigerten Geschwindigkeit vor. The nozzle 4 has a contraction area 40 moving along the main flow direction 61 , also called the mean flow direction 61 the flow 60 is narrowed in its cross-section, and so the pressure and the flow velocity of the flow 60 along the main flow direction 61 increases. At the exit 45 the nozzle 4 is thus the flow 60 with increased dynamic pressure and increased speed.

An den Austritt 45 der Düse 4 schließt sich der eigentliche Messbereich 10 an, in dem das Messobjekt 100, zum Beispiel ein Fahrzeug mit seiner Karosserie, angeordnet werden kann, um vermessen zu werden. Der Messbereich 10 wird auch als Messstrecke bezeichnet. At the exit 45 the nozzle 4 closes the actual measuring range 10 in which the measurement object 100 For example, a vehicle with its bodywork can be arranged to be measured. The measuring range 10 is also called the measuring path.

Am stromabwärts gelegenen Ende des Messbereichs 10 in Bezug auf die Düse 4 ist ein Kollektor 6 angeordnet, der dem Sammeln der durch den Messbereich 10 geführten Strömung 60 dient. Nachfolgend wird die Strömung über Umlenkbereiche 9-1 und 9-2 wieder dem Gebläse 2 zugeführt. At the downstream end of the measuring range 10 in relation to the nozzle 4 is a collector 6 arranged, collecting the through the measuring range 10 guided flow 60 serves. Below is the flow over deflection 9-1 and 9-2 again the blower 2 fed.

Bei der in 1 dargestellten Anordnung befindet sich im Messbereich 10 als Messobjekt 100 ein Fahrzeug, dessen Längserstreckungsrichtung X der x-Richtung entgegenläuft und dessen Quererstreckungsrichtung Y mit der y-Richtung zusammenfällt. At the in 1 The arrangement shown is in the measuring range 10 as a measuring object 100 a vehicle whose longitudinal direction X runs counter to the x-direction and whose transverse extension direction Y coincides with the y-direction.

Kern der vorliegenden Erfindung ist unter anderem das Vorsehen einer Turbulenzerzeugungsanordnung 30 im Vorkontraktionsbereich 50, das heißt auf einer stromaufwärts gelegenen Seite vom Düseneintritt 44 und einer stromabwärts gelegenen Seite der Turbulenzvermeidungsanordnung 25 und des zweiten Siebes 27. The core of the present invention is, inter alia, the provision of a turbulence generation arrangement 30 in the pre-contraction area 50 that is, on an upstream side of the nozzle entrance 44 and a downstream side of the turbulence avoidance arrangement 25 and the second sieve 27 ,

Alternativ oder zusätzlich kann eine Turbulenzerzeugungsanordnung 30 oder ein Teil davon auch im Kontraktionsbereich 40 ausgebildet sein. Alternatively or additionally, a turbulence generation arrangement 30 or part of it also in the contraction area 40 be educated.

Die Turbulenzerzeugungsanordnung 30 besteht in der Darstellung gemäß 1 aus einem einzelnen Turbulenzerzeugungselement 35 in Form eines senkrechten Kreiszylinders, dessen Achse 39 sich parallel zur z-Richtung erstreckt. In der Darstellung der 1 ist das Turbulenzerzeugungselement 35 mit seiner Achse 39 senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 61 angeordnet und liegt damit in der xz-Ebene. The turbulence generation arrangement 30 exists in the illustration according to 1 from a single turbulence generating element 35 in the form of a vertical circular cylinder whose axis 39 extends parallel to the z-direction. In the presentation of the 1 is the turbulence generating element 35 with its axis 39 perpendicular to the main flow direction 61 arranged and thus lies in the xz-plane.

Ferner ist in der Darstellung der 1 das Turbulenzerzeugungselement 35 an der ersten Position 71 näher an der Turbulenzvermeidungsanordnung 25 positioniert als am Düseneintritt 44. Furthermore, in the illustration of the 1 the turbulence generating element 35 at the first position 71 closer to the turbulence avoidance arrangement 25 positioned as at the nozzle inlet 44 ,

Die alternative zweite Position 72 zeigt das Turbulenzerzeugungselement 35 näher am Düseneintritt 44 und weiter beabstandet von der Turbulenzvermeidungsanordnung 25. Eine alternative Position 72 kann auch im Kontraktionsbereich 40 liegen. The alternative second position 72 shows the turbulence generating element 35 closer to the nozzle inlet 44 and further spaced from the turbulence avoidance arrangement 25 , An alternative position 72 can also be in the contraction area 40 lie.

Der Kreislauf des Kanals 8 mit den Umlenkbereichen 9-1 bis 9-4 liegt in der xy-Ebene. Es sind auch Kreisläufe denkbar, bei welchem der Kanal 8 mit den Umlenkbereichen 9-1 bis 9-4 in einer zur xz-Ebene parallelen Ebene verläuft. The cycle of the canal 8th with the deflection areas 9-1 to 9-4 lies in the xy plane. There are also circuits conceivable in which the channel 8th with the deflection areas 9-1 to 9-4 in a plane parallel to the xz plane.

In der Anwendung kann das Fahrzeug 100 mit seinen Erstreckungsrichtungen X, Y und Z auch andere als die in der 1 gezeigten Winkel zu den Richtungen x, y bzw. z aufweisen, um so unterschiedliche Anströmkonfigurationen der Strömung 60 am Messobjekt 100, insbesondere dem Fahrzeug, zu simulieren. In the application, the vehicle can 100 with its extension directions X, Y and Z, other than those in the 1 shown angles to the directions x, y and z, respectively, so different Anströmkonfigurationen the flow 60 on the test object 100 , in particular the vehicle, to simulate.

Die 3 bis 6 zeigen verschiedene Turbulenzerzeugungselemente 35, wie sie bei den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Windkanalanordnung und deren Turbulenzerzeugungsanordnung 30 zum Einsatz kommen können. The 3 to 6 show various turbulence generating elements 35 as in the embodiments of the wind tunnel arrangement according to the invention and its turbulence generation arrangement 30 can be used.

Die 2, 4 und 6 sind jeweils Seitenansichten aus der y-Richtung, wogegen die 3, 5 und 7 Querschnittsansichten entgegen der z-Richtung sind. The 2 . 4 and 6 are each side views of the y-direction, whereas the 3 . 5 and 7 Cross-sectional views are opposite to the z-direction.

Die Ausführungsformen der 2 bis 4 zeigen grundsätzlich Turbulenzerzeugungselemente 35 nach Art eines senkrechten Kreiszylinders 36 mit einer Zylinderachse 39 parallel zur z-Richtung. The embodiments of the 2 to 4 basically show turbulence generating elements 35 in the manner of a vertical circular cylinder 36 with a cylinder axis 39 parallel to the z-direction.

Bei der Anordnung gemäß den 2 und 3 handelt es sich um einen einfachen Kreiszylinder 36. In the arrangement according to the 2 and 3 it is a simple circular cylinder 36 ,

Bei der Ausführungsform gemäß den 4 und 5 sind dagegen zusätzliche Trippingelemente 38 ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß den 4 und 5 sind die Trippingelemente 38 ebenfalls senkrechte Kreiszylinder, zwar von geringerem Durchmesser, jedoch mit Zylinderachsen, die parallel zur Zylinderachse 39 des zu Grunde liegenden Kreiszylinders 36 ausgerichtet sind. Die Trippingelemente 38 sind an der Oberfläche, also an der Außenseite des Mantels des Kreiszylinders 36 angeordnet. Beim Umströmen der Mantelfläche und somit der Trippingelemente 38 wird gegenüber der Situation gemäß den 2 und 3 die Ablösefrequenz der einzelnen Wirbel der Wirbelstraße der zugrundeliegenden Turbulenz modifiziert. In the embodiment according to the 4 and 5 on the other hand are additional tripping elements 38 educated. In the embodiment according to the 4 and 5 are the tripping elements 38 also vertical circular cylinder, although of smaller diameter, but with cylinder axes that are parallel to the cylinder axis 39 of the underlying circular cylinder 36 are aligned. The tripping elements 38 are on the surface, so on the outside of the shell of the circular cylinder 36 arranged. When flowing around the lateral surface and thus the tripping elements 38 is compared to the situation according to the 2 and 3 the separation frequency of the individual vortex of the vortex street of the underlying turbulence modified.

Bei der Ausführungsform der 6 und 7 ist das zu Grunde liegende Turbulenzerzeugungselement 35 kein senkrechter Kreiszylinder, sondern ein senkrechter Zylinder mit einer elliptischen Grundfläche. Die Zylinderachse 39 ist wieder parallel zur z-Richtung ausgerichtet. In the embodiment of the 6 and 7 is the underlying turbulence generating element 35 not a vertical circular cylinder, but a vertical cylinder with an elliptical base. The cylinder axis 39 is again aligned parallel to the z-direction.

Die 8 bis 10 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungsformen einer bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windkanalanordnung 1 verwendbaren Turbulenzerzeugungsanordnung 30. Jede der Turbulenzerzeugungsanordnungen 30 besteht aus einer Mehrzahl von Turbulenzerzeugungselementen 35. Die Turbulenzerzeugungselemente 35 der Ausführungsformen der 8 bis 10 haben nur beispielhaft die Form des Turbulenzerzeugungselements aus den 2 und 3, nämlich in Form eines senkrechten Kreiszylinders 36. Es können jedoch beliebige andere und auch voneinander verschiedene Turbulenzerzeugungselemente 35 mit entsprechend verschiedenen Geometrien gemeinsam eingesetzt werden. The 8th to 10 show different embodiments of an embodiment of the wind tunnel assembly according to the invention 1 usable turbulence generation arrangement 30 , Each of the turbulence generating arrangements 30 consists of a plurality of turbulence generating elements 35 , The turbulence generating elements 35 the embodiments of the 8th to 10 have only the example of the shape of the turbulence generating element of the 2 and 3 , namely in the form of a vertical circular cylinder 36 , However, any other and different turbulence generating elements may be used 35 be used together with correspondingly different geometries.

Bei der Turbulenzerzeugungsanordnung 30 gemäß 8 sind die einzelnen Turbulenzerzeugungselemente 35 entlang einer Geraden parallel zur Hauptströmungsrichtung 61 der Strömung 60 im Vorkontraktionsbereich 50 angeordnet, also in der x-Richtung. In the turbulence generation arrangement 30 according to 8th are the individual turbulence generating elements 35 along a straight line parallel to the main flow direction 61 the flow 60 in the pre-contraction area 50 arranged, ie in the x-direction.

Bei der Turbulenzerzeugungsanordnung 30 gemäß 9 sind die einzelnen Turbulenzerzeugungselemente 35 entlang einer Geraden senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 61 der Strömung 60 im Vorkontraktionsbereich 50 angeordnet, also in der y-Richtung. In the turbulence generation arrangement 30 according to 9 are the individual turbulence generating elements 35 along a straight line perpendicular to the main flow direction 61 the flow 60 in the pre-contraction area 50 arranged, ie in the y-direction.

Bei der Ausgestaltungsform gemäß 10 sind die einzelnen Turbulenzerzeugungselemente 35 der Turbulenzerzeugungsanordnung 30 in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung 61 der Strömung 60 im Vorkontraktionsbereich 50 zueinander versetzt angeordnet und liegen in der xy-Ebene und auf einer Höhe. In the embodiment according to 10 are the individual turbulence generating elements 35 the turbulence generation arrangement 30 with respect to the main flow direction 61 the flow 60 in the pre-contraction area 50 arranged offset to each other and lie in the xy plane and at a height.

Sämtliche Turbulenzerzeugungselemente 35 der Ausführungsformen gemäß den 8 bis 10 sind zueinander mit parallelen Zylinderachsen 39 ausgebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend, sondern kann entsprechend der zu simulierenden Situation angepasst werden. All turbulence generating elements 35 the embodiments according to the 8th to 10 are to each other with parallel cylinder axes 39 educated. However, this is not mandatory, but can be adjusted according to the situation to be simulated.

Die 11A und 11B zeigen in geschnittener Draufsicht andere Ausführungsformen von Turbulenzerzeugungselementen 35 in Kombination miteinander. Dabei sich jeweils zwei benachbarte identische Kreiszylindersäulen parallel zueinander und auf gleicher Höhe angeordnet und über eine Platte 80 miteinander verbunden, um dadurch den angeströmten Querschnitt zu vergrößern. The 11A and 11B show in sectional plan view other embodiments of turbulence generating elements 35 in combination with each other. In each case two adjacent identical cylindrical columns arranged parallel to each other and at the same height and a plate 80 interconnected to thereby increase the flown cross-section.

Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert:
In Windkanälen 1 wird für gewöhnlich eine möglichst turbulenzarme Luftströmung 60 erzeugt. Dies bietet zum einen den Vorteil, reproduzierbare Messergebnisse darzustellen, zum anderen aber auch den Nachteil, dass hier nicht die realen Straßenbedingungen dargestellt werden. These and other features and characteristics of the present invention will be further elucidated with reference to the following statements:
In wind tunnels 1 is usually a low-turbulence air flow as possible 60 generated. On the one hand, this offers the advantage of displaying reproducible measurement results, but on the other hand it also has the disadvantage that the real road conditions are not displayed here.

In der Fahrpraxis auf der Straße weist die Luftströmung, bedingt durch Windböen und den Einfluss der umgebenden Fahrzeuge, einen gewissen Turbulenzgrad zwischen 3–7% auf. In the driving practice on the road, the air flow, due to gusts of wind and the influence of the surrounding vehicles, a certain degree of turbulence between 3-7%.

Besonders die Fahrzeugaeroakustik bei einer Straßenfahrt unterscheidet sich stark von einer Messung im Akustikwindkanal 1. Especially the vehicle aero-acoustics during a road trip is very different from a measurement in the acoustic wind tunnel 1 ,

Im Straßenversuch können dabei im Fahrzeuginnengeräusch Modulationen auftreten, z.B. als Schwebungen auf dem Grundgeräusch. In road tests, modulations may occur in the vehicle interior noise, e.g. as beats on the background noise.

Es ist bekannt, dass zwischen den Fluktuationen in der Anströmung und im resultierenden Fahrzeuginnengeräusch ein Zusammenhang besteht. Diese Fluktuationen werden u.a. von vorausfahrenden Fahrzeugen ausgelöst, welche im Strömungsnachlauf Wirbel erzeugen. Treffen diese Wirbel auf das hinterherfahrende Fahrzeug 100, können unter bestimmten Umständen Modulationen auftreten, welche dann von den Fahrzeuginsassen als störend z.B. als Schwebung des Grundgeräuschs wahrgenommen werden können. It is known that there is a relationship between the fluctuations in the flow and the resulting vehicle interior noise. These fluctuations are triggered, inter alia, by vehicles in front, which generate vortices in the wake. Meet these whirls on the vehicle behind 100 , under certain circumstances, modulations may occur which are then used by the vehicle occupants disturbing, for example, as a beating of the background noise can be perceived.

Ein zentraler Mechanismus für die Ausbildung von Wirbeln ist die Karmansche Wirbelstraße. Wird ein stationärer und z.B. zylinderförmiger Körper 35, 36 von Luft angeströmt, lösen sich hinter dem Körper ab einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit gegenläufige Wirbel ab. A central mechanism for the formation of vertebrae is the Karman vortex street. Becomes a stationary and eg cylindrical body 35 . 36 When air flows in from behind the body, counter-rotating vortices are released at a certain flow velocity.

Eine übliche Kenngröße für die Charakterisierung von Wirbeln ist die Ablösefrequenz f quer zur Hauptströmungsrichtung 61. A common characteristic for the characterization of vertebrae is the separation frequency f transverse to the main flow direction 61 ,

Diese Ablösefrequenz f ist in erster Näherung durch folgende Formel beschreibbar:

This separation frequency f can be described in the first approximation by the following formula:

Hierbei ist der Wert S_t ≅ 0,2 die in der beschriebenen Anwendung im Wesentlichen konstante Strouhalzahl, V bezeichnet die Strömungsgeschwindigkeit in Hauptströmungsrichtung 61 und d beschreibt die charakteristische Ausdehnung des Körpers 35, 36. Here, the value S _t ≅ 0.2 is the substantially constant Strouhalzahl in the application described, V denotes the flow velocity in the main flow direction 61 and d describes the characteristic extent of the body 35 . 36 ,

Die Strömung im Straßenverkehr lässt sich neben dem Turbulenzgrad und der Ausdehnung der einzelnen Wirbel (Längenskale) durch das Leistungsdichtespektrum der Geschwindigkeitsschwankungen charakterisieren. In addition to the degree of turbulence and the extent of the individual vortices (length scales), the flow in traffic can be characterized by the power density spectrum of the speed fluctuations.

Den größten Einfluss auf die akustische Wahrnehmung im Fahrzeug haben dabei niederfrequente Wirbelablösungen mit Ablösefrequenzen von f ≤ 15 Hz. Diese können von den Fahrzeuginsassen erfahrungsgemäß als störend empfunden werden. The greatest influence on the acoustic perception in the vehicle thereby have low-frequency vortex shedding with detachment frequencies of f ≤ 15 Hz. These can be experienced by the vehicle occupants experience as annoying.

Gerade die Aeroakustik von Fahrzeugen, die sich noch in der Entwicklung befinden, kann z.B. aus Gründen der Geheimhaltung nicht ohne Weiteres im realen Straßenverkehr getestet werden. Daher muss versucht werden, die akustisch bedeutsamen niederfrequenten Wirbel im Windkanal 1 nachzubilden. Especially the aeroacoustics of vehicles, which are still in development, can not be easily tested for reasons of secrecy in real traffic. Therefore, it is necessary to try the acoustically significant low-frequency vortices in the wind tunnel 1 replicate.

Zur Erzeugung einer turbulenten Anströmung im Windkanal 1 sind verschiedene Systeme denkbar. For generating a turbulent flow in the wind tunnel 1 Different systems are conceivable.

Es kann sich dabei um aktive Systeme handeln. Dabei werden im Windkanal linear extrudierte Körper mit flügelförmiger Grundfläche angebracht. Diese sind um ihre Längsachse drehbar gelagert und können durch einen Motor aktiv angesteuert werden, wodurch die Frequenz der Geschwindigkeitsschwankungen modifiziert werden kann. These can be active systems. In this case, linearly extruded bodies with a wing-shaped base are installed in the wind tunnel. These are rotatably mounted about their longitudinal axis and can be actively controlled by a motor, whereby the frequency of the speed fluctuations can be modified.

Denkbar sind auch passive Systeme. Also conceivable are passive systems.

Bei diesen werden in den Windkanal 1 zwischen Austritt 45 einer Düse 4 und dem Fahrzeug als Messobjekt 100 z.B. mehrere dünne Stangen eingebracht, die mit textilen Fahnen versehen sind. An den Stangen findet im Betrieb eine Karmansche Wirbelablösung statt. These are in the wind tunnel 1 between exit 45 a nozzle 4 and the vehicle as a measurement object 100 For example, several thin rods introduced, which are provided with textile flags. On the bars, a Karman vortex shedding takes place during operation.

Als charakteristische Länge d muss in der oben beschriebenen Formel der Durchmesser der Zylinders eingesetzt werden. As a characteristic length d, the diameter of the cylinder must be used in the formula described above.

Durch die Fahnen kann auf die Frequenz quer zur Strömungsrichtung 61 Einfluss genommen werden. Due to the flags can be on the frequency transverse to the flow direction 61 Be influenced.

Die Stangen können nach einem beliebigen Muster angeordnet sein. The rods may be arranged according to any pattern.

Auf Grund der geringen Stangendurchmesser sind Systeme auf der Grundlagen von Stangen nur zur Erzeugung hoher Ablösefrequenzen geeignet. Due to the small rod diameter, rod-based systems are only suitable for generating high stripping frequencies.

Um die Stabilität wie bei aktiven Systeme zu gewährleisten, muss der Motor sehr fest unterhalb des Windkanals verbaut sein. Dies ist sehr kostspielig. Außerdem sind der Aufbau und Abbau des aktiven Turbulenzsystems langwierig. To ensure the stability as with active systems, the engine must be installed very firmly below the wind tunnel. This is very expensive. In addition, the construction and dismantling of the active turbulence system are tedious.

In der Versuchspraxis hat sich außerdem gezeigt, dass die Verwendung von Stangen zwischen Messobjekt 1 und Düsenaustritt 45 bei aeroakustischen Messungen folgende Nachteile hat:

– Der Durchmesser der Stangen ist nicht ausreichend groß, um niederfrequente Wirbel zur erzeugen.
– Flaggen an den Stangen angebracht beeinflussen zwar die Ablösefrequenz. Allerdings ergeben sich nur Wirbel, deren charakteristische Höhe der Höhe des Flaggenelementes entspricht, während sich die Strömungsbedingungen gleichbleibend über den gesamten Düsenquerschnitt erstreckend sollten.
– Die Flaggen knattern in der Strömung. Dies ist natürlich für aeroakustische Messungen von enormem Nachteil.
– Bei Montage der Stangen nach Düsenausgang 45 sind diese näher am Fahrzeug 100 angebracht als bei einer Montage in der Düse 4 oder noch vor der Düse 4. Zur sauberen Ausbildung von Wirbeln ist aber ein gewisser Abstand erforderlich.

In experimental practice, it has also been shown that the use of rods between the object to be measured 1 and nozzle exit 45 in aeroacoustic measurements has the following disadvantages:

- The diameter of the rods is not large enough to produce low-frequency vortex.
- Flags attached to the rods, while affecting the Ablösefrequenz. However, only vortices whose characteristic height corresponds to the height of the flag element arise, while the flow conditions should extend consistently over the entire nozzle cross-section.
- The flags are chattering in the current. This is of course a huge disadvantage for aeroacoustic measurements.
- When mounting the rods to the nozzle outlet 45 these are closer to the vehicle 100 attached than when mounted in the nozzle 4 or even in front of the nozzle 4 , For the clean formation of vertebrae but a certain distance is required.

Es wird vorgeschlagen, z.B. anstelle von dünnen Stangen, z.B. Kreiszylinder 36 mit einem Durchmesser, z.B. von ca. 50 cm zu verwenden. Die Zylinder 35 sollten wenigstens so hoch wie das Fahrzeug 100 sein. It is proposed, for example, instead of thin rods, eg circular cylinder 36 to use with a diameter, eg of approx. 50 cm. The cylinders 35 should be at least as high as the vehicle 100 be.

In 1 ist ein entsprechender Versuchsaufbau mit nur einem Zylinder 36 abgebildet, es können aber auch mehrere Zylinder 36 angebracht werden In 1 is a corresponding experimental setup with only one cylinder 36 but it can also be several cylinders 36 be attached

Auf Grund des höheren Zylinderradius kann mit diesem System eine niederfrequente Ablösefrequenz von 10 Hz bis 15 Hz erzeugt werden. Due to the higher cylinder radius, this system can generate a low-frequency frequency of 10 Hz to 15 Hz.

Wenn mehrere Zylinder 36 verwendet werden, so sollten diese aus Gründen der besseren Montierbarkeit achsenparallel angebracht werden. If several cylinders 36 used, they should be mounted parallel to the axis for reasons of better mountability.

Um die Ablösefrequenz zielgenau anzupassen, gibt es folgende Möglichkeiten:

– Der Zylinderradius kann variiert werden.
– Die Position des Zylinders 36 kann variiert werden. Damit sich Wirbel sauber ausbilden können, kann der Zylinder 36 bevorzugt vor oder in der Verengung des Kontraktionsbereichs 50 der Düse 4 angebracht sein.

To tailor the removal frequency, there are the following options:

- The cylinder radius can be varied.
- The position of the cylinder 36 can be varied. To make the vortex clean, the cylinder can 36 preferably before or in the constriction of the contraction region 50 the nozzle 4 to be appropriate.

Wird die Zylinderposition variiert, so kann wegen der unterschiedlichen Düsenquerschnittsfläche auch die Anströmgeschwindigkeit und damit nach obiger Formel die Ablösefrequenz f variiert werden. If the cylinder position is varied, then because of the different nozzle cross-sectional area, the inflow velocity and thus, according to the above formula, the detachment frequency f can be varied.

Auf der Zylinderoberfläche können aufgeraute Materialien aufgebracht werden. Damit kann die Ablösefrequenz der Wirbel gesteuert werden. Roughened materials can be applied to the cylinder surface. Thus, the separation frequency of the vortex can be controlled.

Die Zylinderanzahl kann variiert werden. Ziel kann z.B. eine gleichmäßige Verteilung der Zylinder über die gesamte Düse 4 sein, um gleichbleibende Bedingungen über den gesamten Düsenquerschnitt sicherstellen zu können. The number of cylinders can be varied. For example, the goal can be an even distribution of the cylinders over the entire nozzle 4 be to ensure consistent conditions over the entire nozzle cross section.

Es kann vom so genannten Tripping Gebrauch gemacht werden. Dabei werden am Zylinder 36, 37 achsenparallel dünnere Zylinder, z.B. Stäbe – z.B. aus Draht – befestigt, wie dies in den 4 und 5 dargestellt ist. It can be used by so-called tripping. It will be on the cylinder 36 . 37 Axially parallel thinner cylinder, eg rods - eg made of wire - attached, as in the 4 and 5 is shown.

Es können auch mehr Stangen an verschiedenen Positionen angebracht werden. Das Tripping beeinflusst den Ablösepunkt und die Ablösefrequenz f der Wirbel. It can also be attached more rods in different positions. The tripping affects the separation point and the separation frequency f of the vortices.

Im Vergleich zu den aktiven Systemen ist die Methode wesentlich kostengünstiger und schneller in der Montage. Letzteres ist relevant, weil Messzeiten im Windkanal sehr teuer sind. Compared to the active systems, the method is much cheaper and faster in assembly. The latter is relevant because measurement times in the wind tunnel are very expensive.

Im Unterschied zur Verwendung von Stangen können niederfrequente Ablösefrequenzen erzeugt werden, wie sie in der Aeroakustik von Belang sind. In contrast to the use of rods, low frequency release frequencies can be generated, as they are of importance in aeroacoustics.

Die Frequenz kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden, z.B.

– Durch die Positionierung der Zylinder 36, 37 in der Düse 4 kann eine größere Lauflänge der turbulenten Strömung 60 realisiert werden. Dadurch können im Windkanal 1 annähernd vergleichbare Strömungszustände wie auf der Straße hergestellt werden.
– Durch eine große Zylinderquerschnittsfläche ist es einfach, diese stabil zu montieren.
– Die Wirbel werden über die gesamte Höhe des Zylinders 36, 37 erzeugt, nicht nur lokal wie im Fall der Verwendung von Flaggen.
– Das störende Knattern der Fahnen entfällt.

The frequency can be modified in different ways, eg

- By positioning the cylinder 36 . 37 in the nozzle 4 can have a longer run length of turbulent flow 60 will be realized. This can be done in the wind tunnel 1 approximately comparable flow conditions are produced as on the road.
- A large cylinder cross-sectional area makes it easy to mount them stably.
- The vortices are over the entire height of the cylinder 36 . 37 generated, not just locally as in the case of using flags.
- The disturbing rattling of the flags is eliminated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Windkanalanordnung Wind tunnel arrangement
2 2: Gebläseeinrichtung, Gebläse Blower device, blower
4 4: Düse jet
6 6: Kollektor collector
8 8th: Kanal, Kanalröhre Canal, sewer pipe
9-1 9-1: Umlenkbereich, Ecke Deflection area, corner
9-2 9-2: Umlenkbereich, Ecke Deflection area, corner
9-3 9-3: Umlenkbereich, Ecke Deflection area, corner
9-4 9-4: Umlenkbereich, Ecke Deflection area, corner
10 10: Messbereich, Messstrecke Measuring range, measuring distance
20 20: erste Diffusoreinrichtung, erster Diffusor first diffuser device, first diffuser
22 22: Kühlungseinrichtung, Kühlung Cooling device, cooling
24 24: zweite Diffusoreinrichtung, zweiter Diffusor second diffuser device, second diffuser
25 25: Turbulenzvermeidungsanordnung Turbulence avoidance arrangement
26 26: erstes Sieb first sieve
2727: zweites Sieb second sieve
28 28: Gleichrichter rectifier
30 30: Turbulenzerzeugungsanordnung Turbulence generation arrangement
35 35: Turbulenzerzeugungselement Turbulence generating element
36 36: Kreiszylindersäule Circular cylindrical column
37 37: elliptische Zylindersäule elliptical cylinder column
38 38: Oberflächenmodifikation, Trippingelement Surface modification, tripping element
39 39: Zylinderachse, Säulenachse Cylinder axis, column axis
40 40: Kontraktionsbereich contraction area
44 44: Düseneintritt nozzle inlet
45 45: Düsenaustritt nozzle exit
50 50: Vorkontraktionsbereich Vorkontraktionsbereich
60 60: Strömung, Luftströmung Flow, air flow
61 61: Hauptströmungsrichtung, mittlere Strömungsrichtung Main flow direction, middle flow direction
71 71: erste Position first position
72 72: zweite Position second position
80 80: Platte plate
100 100: Messobjekt, Fahrzeug Test object, vehicle
x x: x-Richtung x-direction
X X: Fahrzeuglängserstreckungsrichtung Vehicle longitudinal direction
y y: y-Richtung y-direction
Y Y: Fahrzeugquererstreckungsrichtung Vehicle transverse direction of extension
z z: z-Richtung z-direction
Z Z: Richtung der Fahrzeughöhe Direction of vehicle height

Claims

Wind tunnel arrangement ( 1 ), - with a nozzle ( 4 ), which enters a nozzle ( 44 ) for receiving a generated air flow ( 60 ), a nozzle outlet ( 45 ) for outputting the air flow ( 60 ) and a contraction region ( 40 ) for accelerating the air flow ( 60 ) from the nozzle inlet ( 44 ) to the nozzle exit ( 45 ), and - with a precontracting region ( 50 ), which upstream of the nozzle inlet ( 44 ) is arranged, in which: - in the Vorkontraktionsbereich ( 50 ) and / or in the contraction region ( 40 ) a turbulence generation arrangement ( 30 ), which comprises one or more turbulence generating elements ( 35 ), and - a respective turbulence generating element ( 35 ) for generating turbulence from the flow ( 60 ) can be flowed around.

Wind tunnel arrangement ( 1 ) according to claim 1, in which the turbulence generating arrangement ( 30 ) and in particular a respective turbulence generating element ( 35 ) are formed by their arrangement and / or by their geometry to produce a turbulence with a frequency of removal of vortices of less than 20 Hz, in particular of less than 15 Hz and preferably of less than 10 Hz.

Wind tunnel arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein a respective turbulence generating element ( 35 ) substantially completely across a flow cross-section of a sewer pipe ( 8th ).

Wind tunnel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which a respective turbulence generating element ( 35 ) as, in particular vertical, cylinder ( 36 . 37 ) is formed, preferably with a circular or elliptical base, whose axis ( 39 ) preferably not parallel and / or perpendicular to a main flow direction ( 61 ) of the flow ( 60 ) in the Vorkontraktionsbereich ( 50 ) is aligned.

Wind tunnel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which a respective turbulence generating element ( 35 ) on its lateral surface (a) with a surface material with predetermined roughness, (b) with protuberances and / or indentations and / or (c) with tripping bodies formed on the surface ( 38 ) is formed, in particular in a shape-similar and / or axis-parallel manner to the respective turbulence generating element ( 35 ).

Wind tunnel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which a respective turbulence generating element ( 35 ) has a diameter, in particular a cylinder diameter, in the range of about 20 mm to about 1000 mm, in particular in the range of about 30 mm to about 800 mm, and preferably in the range of about 400 mm to about 600 mm.

Wind tunnel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which a plurality of turbulence generating elements ( 35 ) is formed, which are in particular as such identical to each other and / or have an identical orientation to each other.

Wind tunnel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which a positioning device is formed, through which respective turbulence generating elements ( 35 ) in the Vorkontraktionsbereich ( 50 ) and / or controllable relative to each other can be arranged and aligned.

Method for determining aeroacoustic properties of a test object ( 100 ), in particular of a vehicle, in which a wind tunnel arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 8 is used.

Method according to claim 9, wherein the flow ( 60 ) and / or respective turbulence generating elements ( 35 ) are formed and / or arranged so that through which the nozzle ( 4 ) leaving flow ( 60 ) (a) a degree of turbulence, (b) a distribution and / or shape of vortices and / or (c) a spatial and / or temporal velocity distribution which a flow of a real situation and in particular road traffic situation - at least in an equivalent effect on the measurement object ( 100 ) or vehicle.

A method according to claim 9 or 10, wherein effects of generated aerodynamic loads on sections, components and / or components of a vehicle are tested.