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Segelmacherei PrimeSails
 

Segel in idealer Flüssigkeit und zweidimensionale Strömungen

Segel, Rumpf, Kiel und Ruder sind von Flüssigkeit umgeben. Um die Auftriebskräfte am Segel zu beschreiben ist es sinnvoll, ein paar Annahmen über die umgebende Flüssigkeit zu machen. In der Beschreibung der Segel werden in der Strömungstheorie daher folgende vereinfachende Annahmen getroffen. Bei der Flüssigkeit geht man davon aus, dass sie das Segel, bzw. den Tragflügel, reibungslos umströmt. Das bedeutet in der Theorie, dass keine Energieumwandlung von kinetischer Energie in Wärmeenergie, infolge der Reibung, berücksichtigt werden muss.

Desweiteren trifft man die Vereinfachung, dass die Beschaffenheit der Flüssigkeit  homogen ist, dass sie also an allen Stellen dieselbe Eigenschaft in Form von Zähigkeit, Dichte etc. hat.

Eine weitere Annahme ist, dass die Flüssigkeit inkompressibel ist. Das bedeutet, dass man sie nicht einfach zusammendrücken kann, sondern dass dies nur im Einklang mit einer Druckerhöhung erfolgt.

Die nächste Annahme betrifft das Strömungsmodell. Hier stellt man sich den Tragflügel unendlich lang vor, so dass man es im Prinzip nur mit einer zweidimensionalen Strömung zu tun hat, da die dritte Dimension keine Änderung mehr mit bringt. Man vernachlässigt auf diese Art und Weise das Tragflügelende, um das herum sich in der Realität komplizierte Strömungen bilden. Diese Turbulenzen sind jedoch weder nützlich noch hilfreich bei der Beschreibung der Auftriebskräfte eines Tragflügels bzw. des Segels. In Windkanalversuchen passt man hierzu den Tragflügel zwischen zwei vertikalen Endseiten ein, so dass das Ende des Tragflügels quasi abgeschnitten wird.