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Segelmacherei PrimeSails
 

SEGEL-WISSEN

Segelmacher informiert über die Grundlagen der Strömungsmechanik

Um die Wirkungsweise der Segel eines Segelschiffes besser zu verstehen, betrachten wir einige wichtige Grundlagen der Strömungsmechanik. Vereinfacht gesehen besteht ein Segelboot aus vier Elementen: Segel, Rumpf, Kiel und Ruder. Jedes Element für sich ist ein Tragflügel. Das Zusammenspiel der Kräfte, die durch die Tragflügelwirkung entstehen, beschreibt das Segelverhalten. Kiel und Ruder befinden sich im Wasser, das Segel in der Luft, der Rumpf in beiden Medien. Unterschiede und Gemeinsamkeiten von Segel - Luft und Wasser bilden die Grundlage.

Damit man sich nicht in Details verliert, die auf die Gesamtwirkung einen zu vernachlässigenden Einfluss besitzen, werden Annahmen getroffen, die zu einer übersichtlichen Theorie führen. Die Theorie der Segel - Ideale Flüssigkeiten  geht beispielsweise davon aus, dass die Luft inkompressibel ist. Der Fehler, der dadurch entsteht, beträgt bis zu einer Geschwindigkeit von 100 Knoten weniger als 1 Prozent - ein akzeptabler Wert.

Die beiden entscheidenden Kräfte am Segel, Auftrieb und Widerstand. Wir betrachten zunächst die Theorie der Potentialströmung am Segel, um hieraus die wesentlichen Grundlagen für das weitere Verständnis zu entwickeln.

Eine der entscheidenden Gleichungen für das Verständnis von Aero- und Hydrodynamik am Segel - ist die Bernoulli Gleichung. Sie setzt Geschwindigkeit und Druck einer Flüssigkeit miteinander in Beziehung.

Die Grenzschichttheorie nach Prandtl löst ein scheinbares Paradoxon in der Theorie der reibungslosen Flüssigkeiten. Segel und GrenzschichttheorieMit Hilfe der Rotationsströmung wird unter anderem verständlich, warum ein Tornado weiß ist. Rotationsströmungen am Segel.

Wir leiten die Auftriebskraft ab aus der Überlagerung einer Parallelströmung mit einer Zirkulationsströmung um einen Kreiszylinder. Zusammen mit der Bernoulli Gleichung ergibt sich die Segel - Auftriebskraft als Druckdifferenz zwischen Oberseite und Unterseite des Kreiszylinders.