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Segelmacherei PrimeSails
 

Segel und Rotationsströmung

Um die Theorie des Auftriebs am Segel zu verstehen, betrachten wir als nächstes einen weiteren Strömungsvorgang: die Zirkulationsströmung oder auch Rotationsströmung genannt. Am Segel können wir keine Rotationsströmung direkt, sondern indirekt als Folge der Arbeitsweise des Segels sehen, in Form von Wirbelströmungen. Wirbelströmungen tauchen bei Am-Wind-Kursen hinter dem Segel auf, und durch Zähigkeitseffekte der Luft in der Grenzschicht des Segel.

Unter einer Rotationsströmung verstehen wir eine Strömung, die in konzentrischen Kreisen um einen Zylinder strömt. Man kann eine Rotationsströmung durch drehen eines Zylinders in einer reibungsbehafteten Flüssigkeit erzeugen. Durch die Reibungskraft schleppt der Zylinder die Flüssigkeitselemente mit sich. Die Grenzschicht ist dabei so dünn, dass ihre Auswirkung vernachlässigt werden kann. Strömungen dieser Art werden auch als Wirbelströmungen bezeichnet, und der Zylinder ist der Wirbelkern. Solche Strömungen kann man in der Natur im Wasser und in der Luft beobachten.

Aus der Bernoulli Gleichung, nach der der Druck dort gering ist, wo die Geschwindigkeit groß ist, kann man folgern, dass der Druck in einer solchen Wirbelströmung im Zentrum besonders gering ist, da die Geschwindigkeit dort am größten ist.

In der Natur, beispielsweise bei Tornados, können wir sehr eindrucksvolle Beispiele beobachten. Im Innern eines Tornados fällt der Druck so stark ab, dass der Wasserdampf in der Luft zu kondensieren beginnt, daher auch sein weißes Aussehen. Hinter Segel-Yachten auf Am-Wind-Kursen entstehen ähnliche Wirbel, die zu Lasten eines ständigen Energieverbrauchs immer neu gebildet werden.