Lohnen sich aerodynamische Spiegelabdeckungen?

[Samural]

hatte auch schon mal überlegt, die Spiegel mit transparenter Ergänzung der Tropfenform anzunähern.
Habe ich aber wegen Beschlagneigung und Verschlechterung der Optischen Eigenschaften verworfen

Bei ihrer Lösung beeinträchtigt die transparente Kegelverlängerung mit ihren Aussparungen nicht wirklich die Sicht durch den Spiegel.

 

[viznz2]

Race Mirrors claims that their Pro Aero Extreme (!) model has 55% less drag thanks to the transparent cone extension.

I was pondering something similar to this. I'm glad I wasn't going crazy (on my own). Imagine a short rugby ball shape with the mirror just to the rear of the widest point. Then cut away the minimum at the rear to give the sight lines needed for the rider's eye. Maybe some of the "shell" does need to be transparent. Maybe not.

Obviously the shell diameter needs to be larger than the mirror, but the Cd (cw) can come down. It's trying to enable closure behind the mirror, reducing the separated volume there. This shell shape idea would also improve the interaction with flows over the car. The negative synergy, the whole being less than the sum of the parts, is going to be the issue with mirrors. So reducing the penalty from disturbed flow over the VM body is worthwhile.

Testing in the wind tunnel, u sing mirror shapes with well known drag (flat plate, half sphere) and streamlined struts with known Cd, tests with/without the mirror assembly will show the penalty from mirror body interaction. The mirror and strut drag is calculable so the difference can show.

Like rash in post #165 above, I was pondering the relative size of the drag from simple mirrors. Comparing them to the total drag (cwA) values from Jan's tunnel tests, looking at the lowest Milan values there....I calculate two half sphere mirrors with CD 0 (cw)=0.38 giving drag about 3.2% the size of the tested Drag of the Milan at low speed. Was 3.6% at high speed.

They sound small values, especially if one is not chasing drag in the first place. I hope that the tunnel tests will give a fuller picture, values will be higher.

For my calculations I referred to Hoerner's Fluid Dynamic Drag, about section 3-17 and Fig 33 for the common Cd 0 or cw values.
Considering the variation of Cd 0 with Re, I followed his notes, graphs that Cd 0 was fairly constant 10e3<Re<10e5. (section 3-8, Figs. 10, 12, 13).
At Jan's tunnel test Vs, the Re for a 50mm diam mirror was 34e3<Re<64e3.

Edit: Trying to have good habits and follow Hoerner's nomenclature...Cd 0 meaning drag coef with cross-sectional area as the reference area. The space between the d and the 0 subscript comes somehow automatically when I upload, and is not correctable (moderators please note).

Gregg....

 

[UliB]

Und wo kommt das Mehr an Luft her, das sich dann dort befindet, wo kein Wirbel mehr entsteht? Richtig, von der Seite. Also durch die Lücken im durchsichtigen Rand. Der Wirbel läßt sich also nicht komplett vermeiden. Nur zeigt man das auf dem Bild nicht, weil da die Nebelschleppe fehlt. Mich würde dasselbe Bild in Aufsicht interessieren...

Ich vermute, die Lösung bringt nur Besserung in hömoopatischen Dosen. Also eher für BM als für uns Alltagsfahrer und Hobbyrennfahrer.

Und dann diese fetten Bundschrauben... Brrrr.

 

[Sagelnarg]

Moin,

als Ergänzung möchte ich auf Diese Seite in Thingiverse verlinken, da gibt's Hutzen für B&M-Spiegel, die sich ohne viel Aufwand in je 3 Stunden drucken lassen. Dafür lohnt das halbe gesparte Watt definitiv.

Viele Grüße,
Christian

 

[VTom]

Bringen die etwas?

Kann man sehr einfach testen:
1. Eine Fahrt mit Spiegel messen.
2. Spiegel abmontieren und erneut messen.
Man kann davon ausgehen, dass eine Spiegelverkleidung so grob zwischen den beiden Messwerten liegen wird.

Für die Seele und die Optik ist die Verkleidung am Spiegel sicher gut.
Befürchte dass der Unterschied in der Unschärfe der Messungen untergehen wird...

 

[beate]

ür die Seele und die Optik ist die Verkleidung am Spiegel sicher gut.

... also für die wirklich wichtigen Dinge des Lebens...

 

[Sagelnarg]

... nochmal mit funktionierendem Link: Link

 

[Backpacker]

In the velomobile seminar 2015, Prof. Klinge (Ostfalia University of Applied Sciences) came to different results about the interaction of mirrors with the velomobile body:
[...] For this purpose, he (Prof. Klinge) and his students built a wind tunnel at the Ostfalia University of Applied Sciences; there they measured the Milan. Amazing results: rearview mirrors improve air resistance (because the curved shape of the fuselage at the stern causes vortices to detach from the mirror, and the vortices of the mirror, similar to a golf ball, slow down the detachment) [...]

Source: https://de.ligfiets.net/news/5108/verslag-velomobilseminar.html

Habe ich das falsch verstanden?

Ich lese hier das Rückspiegel am Milan richtig positioniert den Luftwiderstand um 4% verringern und nicht erhöhen wie hier zahlreiche Berechnungen darlegen wollen.

Strömungsmechanik ist immer noch für eine Überraschung gut.
Die rauhe Haifischhaut verringert den Widerstand gegenüber einer polierten Oberfläche, Lufthansa Frachtmaschinen sind bereits teilweise mit solchen Folien beschichtet.
Seit ca. 20 Jahren werden moderne Flugzeuge mit Winglets ausgestattet um die Wirbelschleppe zu verringern.
Die nächsten 20 Jahre werden wahrscheinlich die Flügel aller neuen Flugzeuge mit Anpassungen von den bei Buckelwalflossen bekannten Protuberanzen ausgerüstet. Untersuchungen ergaben hier bis zu 20%ige Verbesserungen außerdem eine wesentliche erhöhte Sicherheit gegen Strömungsabriß.

 

[Jag]

Ich lese hier das Rückspiegel am Milan richtig positioniert den Luftwiderstand um 4% verringern und nicht erhöhen wie hier zahlreiche Berechnungen darlegen wollen.

Ich glaube, später stellte sich das als Messfehler raus.

Laut Helge bringen Spiegelkappen - so wie sie meistens verwendet werden - überhaupt nix. Sie bringen aber etwas, wenn die Spiegel weit von der Karosse entfernt positioniert werden. Da muss dann nicht mal der Stiel Flügelprofil haben; es zahlt sich trotzdem aerodynamisch aus. Frage ist nur, wie schafft man den Spiegel vibrationsfrei am langen Stiel.

 

[Backpacker]

Mich hat nur gewundert das Niemand auf den Artikel von Samural reagiert hat, da er ja den ganzen Faden auf den Kopf gestellt hat!

Einen Messfehler halte ich für unwahrscheinlich da der Grund der Verbesserung auch erklärt wird und dies auch mit den Erkenntnissen aus Strömungsmessungen mit nachgebauten Buckelwalflossen, mit und ohne Buckel, übereinstimmt!

Gezielt erzeugte Turbulenzen können sich gegenseitig hemmen und so eine große Turbolenz verhindern die eine größere Verlustleistung erzeugt.

 

[Krobi]

Buckelwalflossen

Und sonstige Buckel verschaffen einen Vorteil nicht nur unter Wasser. Vermutlich mehr als Haischuppen. Dennoch ist es sinnvoll alle Vorteile zu nutzen.

Die Buckel sind ein Geheimnis des Milan.

 

[Ralsch]

Mich hat nur gewundert das Niemand auf den Artikel von Samural reagiert hat, da er ja den ganzen Faden auf den Kopf gestellt hat!

Hat er nicht.

Einen Messfehler halte ich für unwahrscheinlich da der Grund der Verbesserung auch erklärt wird und dies auch mit den Erkenntnissen aus Strömungsmessungen mit nachgebauten Buckelwalflossen, mit und ohne Buckel, übereinstimmt!

Ein Spiegel ist kein Buckel und ein VM kein Wal.
Die Evolution hatte ein paar Millionen Jahre, um das zu optimieren.

Gezielt erzeugte Turbulenzen können sich gegenseitig hemmen und so eine große Turbolenz verhindern die eine größere Verlustleistung erzeugt.

Korrekt, können.
Dafür reicht es aber nicht, auf irgendeinen Strömungskörper (VM) irgend etwas (Spiegel) irgendwohin zu schrauben. Das wäre ein irrwitziger Zufall, wenn das genau an der Stelle die Interferenzwirbel positiv berinflussen würde, und das auch noch genau in dem vorliegenden Geschwindigkeitsbereich.
Eine negative Beeinflussung ist dagegen sehr viel wahrscheinlicher, zum Versauen der Aerodynamik gibt es sehr viel mehr Möglichkeiten
Die sicherste Variante ist deshalb ein strömungsgünstiger Spiegel an einem Ausleger, oder einen sehr kleinen Spiegel in einem Bereich bekannter turbulenter Strömung.
Oder eben eine Kamera.

 

[Backpacker]

Korrekt, können.
Dafür reicht es aber nicht, auf irgendeinen Strömungskörper (VM) irgend etwas (Spiegel) irgendwohin zu schrauben. Das wäre ein irrwitziger Zufall, wenn das genau an der Stelle die Interferenzwirbel positiv berinflussen würde, und das auch noch genau in dem vorliegenden Geschwindigkeitsbereich.
Eine negative Beeinflussung ist dagegen sehr viel wahrscheinlicher, zum Versauen der Aerodynamik gibt es sehr viel mehr Möglichkeiten
Die sicherste Variante ist deshalb ein strömungsgünstiger Spiegel an einem Ausleger, oder einen sehr kleinen Spiegel in einem Bereich bekannter turbulenter Strömung.
Oder eben eine Kamera.

Du hast schon recht, aber die Aussage in dem Artikel den scheinbar keiner gelesen hat war eben das Positionierung und Ausführung (Können,Intuition oder Zufall) der Spiegel bei dem im Windkanal gemessenen Milan zu einer 4%igen Verbesserung führten!

 

[Velowerk]

Bevor der Nebel noch größer wird, möchte ich doch versuchen, die Fakten klarzustellen:
Die Aussage von Prof. Klinge war eine Hypothese, die leider auf Grundlage einer fehlerhaften Messung erfolgte, bzw. aufgrund der Messgenauigkeit nicht so hätte erfolgen dürfen. Das ist jetzt auch der Grund, weshalb Ergebnisse aus den Windkanalmessungen immer erst sehr verzögert veröffentlicht werden. Nach der Messung muss für eindeutige Aussagen immer zunächst eine Fehleranalyse gemacht werden: Sind die Unterschiede geringer als die Messfehler, dann ist gar keine klare Aussage möglich. Zur Sicherheit können Messungen mit anderen Methoden gegengecheckt werden, z. B. mit Ausrollversuchen. Da sind zwar die möglichen Fehler noch wesentlich größer und die Vergleichbarkeit von Ergebnissen ist aufgrund der sich verändernden Messbedingungen noch zweifelhafter, aber wenn bei einer ausreichend großen Anzahl von Versuchen immer das gleiche herauskommt, dann kann zumindest meist eine qualitative Aussage darüber gemacht werden, was eine Verbesserung und was eine Verschlechterung ist: Wir haben dabei ziemlich eindeutig herausgefunden, dass die übliche Befestigung der Rückspiegel beim Milan (so dass man in den Spiegeln gut was sehen kann) eine deutliche Erhöhung des Luftwiderstandes bedeutet. Auch der positive Effekt, die Spiegel aus der Grenzschicht zu bringen (lange Halter) ließ sich verifizieren. Mit Leistungsmessungen lassen sich leider noch weniger eindeutige Aussagen machen, weil zu den sich verändernden Messbedingungen auch noch die nicht vollkommen synchronisierte Leistungsabgabe über den Streckenverlauf als Fehlerquelle hinzukommt. Wenn ich eine Verbesserung "beweisen" wollte, könnte ich dass sehr einfach durch meinen Fahrstil schaffen, z.B. verbrauche ich deutlich weniger Arbeit für eine Strecke, wenn ich bei anstrengenden Passagen vergleichsweise mehr Leistung abgebe und bei leichten gar keine oder weniger Leistung aufbringe, obwohl ich damit die gleiche Durchschnittsgeschwindigkeit erreicht habe wie bei einer Fahrt mit einer gleichmäßigen Leistungsabgabe, deren gesamte Arbeit dann deutlich höher liegt. Als Absolutwert ist die Leistungsmessung allerdings unter vergleichbaren Außenbedingungen schon für sehr eingeschränkte Aussagen zu gebrauchen.
Zu den üblichen Kappen aus Rumänien: Die aerodynamischen Kappen könnten bei einer besseren Form deutlich mehr bringen, so bringen sie leider nur etwa soviel, dass bei zwei Spiegeln mit Kappe der Luftwiderstand etwa so stark ansteigt wie bei einem Spiegel ohne Kappe, also erst einmal gar nicht so verkehrt, die Kappen zu verwenden, wenn der Luftwiderstand erniedrigt werden soll.
Manchmal gibt es allerdings tatsächlich paradoxe Ergebnisse, die so nicht zu erwarten sind, beim Snoek zum Beispiel war der Luftwiderstand mit offenen Naca-Ducts (ohne montierten Scheinwerfer) geringer als mit geschlossenen, das spricht für eine nicht ganz so ausgefeilte Aerodynamik oder eine ganz genau auf diesen Betriebszustand abgestimmte Außenkontur. Grundsätzlich sind also immer Überraschungen möglich, ob durch Zufall oder durch übergroßes Können, ist für den Nutzen egal.

Einen kühlen Kopf mit viel Frohsinn in der Weihnachtszeit, der auch für das nächste Jahr reicht, wünscht Helge