Ich habe mich mal etwas in das Thema eingelesen; meine Erkenntnisse:
Der Luftwiderstand entsteht durch den Druckunterschied zwischen vorn und hinten und durch die Oberflächenreibung der Luftmoküle.
Beim Aufrechtradler, PKW etc. überwiegt der erstere und bei einem Strömungsprofil und auch bei einem Velomobil trägt auch die im Verhältnis größere Oberfläche dazu bei. Die Widerstandskraft F = rho/2 * CwA * v² beschreibt lediglich den Druckunterschied.
Wobei die Widerstandskraft in der Formel normalerweise für den Gesamtwiderstand steht, der eben auch den Reibungsanteil enthält und nicht nur den sogenannten Druckwiderstand.
Genau. Alle Einflüsse werden im cW-Wert und der Reynolds-Zahl zusammengefasst; in ersterem sind Druck- und Formwiderstand gemeinsam erfasst. D.h. der cW-Wert sagt nichts aus über den Mechanismus, die den Widerstand verursacht, sondern nur, wie groß der Widerstand pro Geschwindigkeit, Fläche und Luftdichte ist.
=> Ein Strömungswiderstandskoeffizient beschreibt also auch sehr stromlinienförmige Körper mit wenig Druckwiderstand.
Die Re-Zahl hängt jedoch linear von der Geschwindigkeit ab (neben hier ja unänderten Abmessungen und Luft).
Die Re-Diagramme sind immer logarithmisch dargestellt. Da uns aber aerodynamisch die Geschwindigkeiten zwischen 20 und 60km/h interessieren (Faktor 3) ist das nur ca. ein halber "Potenzbereich" und die Abnahme des Cw-Wertes fällt fast nicht auf.
Über die Abhängigkeit des cW-Werts von der Reynolds-Zahl gibt es wenig konkrete Information; lediglich Diagramme wie dieses hier:
Hier sieht man, dass der cW-Wert anfangs, bei niedrigen Reynolds-Zahlen (= laminarer Fluss), mit der Reynolds-Zahl (also der Geschwindigkeit) deutlich abnimmt, und dann im turbulenten Bereich relativ konstant ist. In anderen Grafiken sieht man auch noch, dass es diese Abnahme auch bei den oberen, weniger strömungsgünstigen Körpern (= mit mehr Druckwiderstand) gibt; bei den unteren Körpern reicht sie aber weiter nach rechts (und ist deshalb in diesem Diagramm sichtbar).
Der Haken, der bei einem kreisförmigem Querschnitt vorhanden ist (und zu dessen Ursache ich nichts gefunden habe), ist bei strömungsgünstigen Körpern praktisch nicht vorhanden.
Wenn ich
mit einem Rechner wie z.B. diesem hier die Reynolds-Zahl für Velomobile berechne, komme ich auf Werte von ungefähr 5*10^5 bis 3*10^6, also auf jeden Fall in dem relativ konstanten Bereich des Diagramms.
Beides steckt im Cw. Bei schlechten Cw-Werten (z.B. PKW) nimmt dieser bei höherer Geschwindigkeit kaum ab. Bei guten Cw-Werten (Velomobil) nimmt dieser jedoch merklich ab.
Nein, so scheint das nicht zu sein.
In der Wikipedia steht (und zitiert ein Buch von Hucho):
Für praktische Anwendungen, z. B. dem Luftwiderstand von Kraftfahrzeugen, kann die Abhängigkeit von der Reynolds-Zahl häufig vernachlässigt werden. Dann wird der cW-Wert als konstanter Wert angesetzt, so dass der Widerstand quadratisch mit der Geschwindigkeit zunimmt. Für einen Vergleich des Strömungswiderstands verschiedener Fahrzeuge ist die Widerstandsfläche das maßgebliche Kriterium.
[5]
Und wenn man sich die cW-Werte von Auto und Velomobil anschaut, dann sind diese relativ ähnlich – der cW eines Autos ist vielleicht doppelt oder 3x so groß wie der eines Velomobils, aber nicht um Größenordnungen anders. Zudem ist der Geschwindigkeitsbereich eines Autos deutlich größer als der eines Velomobils. Was dort funktioniert, sollte auch für unsere eher groben Messungen mit Leistungsmesser/Rolltest gut genug sein.
=> Daher bin ich zuversichtlich, dass man den cW-Wert beim Velomobil als Konstante betrachten kann.