Planen, Konstruieren und Bauen eines Schülerwindkanals – Schwerpunkt Konstruktion

Abstract

This research paper documents the construction of a wind tunnel. The research took place at the Technical University of Munich in the department for Aerodynamics and Fluid Mechanics.

This paper focuses specifically on the design of the wind tunnel. Its purpose is to be used as a tool for presenting aerodynamics at schools in physics lessons. Furthermore the aerodynamic physics and basic methods of flow simulation are highlighted. Within the design the focus is put on as little loss of propulsion as possible, the possibility for easy transport and the performance of experiments designed by another participant of the TUMKolleg. The wind tunnel fulfils all these requirements. In the working section a speed of 20 m/s can be reached and the aerodynamic force on objects up to a 100 mm in size can be measured. It has a length of 2700 mm and a height of 1500 mm. The wind tunnel can be separated into its parts and placed upon a transportable frame on wheels for easy transport.

 

Die vorliegende Forschungsarbeit dokumentiert den Bau eines Demonstrationswindkanals an der Technischen Universität München am Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungsmechanik.

Im Besonderen wird die Konstruktion des Windkanals behandelt. Der Windkanal sollte so konstruiert werden, dass er die Nutzung für Demonstrationsversuche im Physikunterricht an Schulen möglich macht. Die Arbeit thematisiert außerdem strömungsmechanischen Grundlagen und Techniken der Strömungssimulation. Bei der Konstruktion wurde besonders auf geringen Leistungsverlust, stabile Transportmöglichkeiten und die Eignung zur Durchführung vorgegebener Versuche geachtet. Die fertige Konstruktion erfüllt alle diese Bedingungen. In der Messstrecke können Geschwindigkeiten bis zu 20 m/s erreicht werden und die Kraft auf Messobjekte mit den Maßen bis zu 100 mm im Durchmesser vermessen werden. Der Windkanal erreicht eine Länge von 2700 mm und eine Höhe von 1500 mm. Er ist zum besseren Transport auseinandernehmbar und durch ein rollbares Gestell bewegbar.