TY - THES AB - Die Wechselwirkung zwischen kugelförmigen Körpern und der sie umgebenden Strömung ist bei Ballsportarten von großer Bedeutung. Im Fußballsport werden Torschüsse und Freistöße häufig ohne oder mit wenig Rotation ausgeführt, um eine flatternde Flugbahn zu erhalten. In vielen Spielsituationen wird zudem der so genannte Magnuseffekt zur Erzeugung einer gekrümmten Flugkurve ausgenutzt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, mit Hilfe einer Literaturstudie zunächst ein grundlegendes Verständnis der auftretenden Strömungsphänomene zu erhalten und aufzuzeigen, wo Forschungsbedarf besteht. Gleichzeitig wird herausgestellt, dass die verwendete Modellhalterung bei ein und demselben Experiment zur Kugelumströmung großen Einfluss auf die Ergebnisse ausübt. Bei der Konzeption der Windkanalversuchsstände dieser Arbeit lag das Hauptaugenmerk deshalb darauf, eine größtmögliche Reduktion der Interferenz zwischen der Umströmung der Modellhalterung und der Kugel- bzw. Ballumströmung mittels geeigneter konstruktiver Maßnahmen zu erreichen. Untersuchungen ohne Rotation zeigen, dass bei Fußbällen der kritische Reynolds-Zahl-Bereich verglichen mit glatten Kugeln zu deutlich niedrigeren Reynolds-Zahlen verschoben ist. Gleichzeitig treten in diesem kritischen Reynolds-Zahl-Bereich sehr hohe Auftriebs- und Seitenkräfte auf. Bei glatten Kugeln liegen im überkritischen Re- Bereich zeitlich gemittelte Auftriebs- und Seitenkräfte ungleich null vor, da der Nachlauf zu der strömungsparallelen Achse geneigt ist. Bei Fußbällen hängen im kritischen und überkritischen Re-Bereich Größe und Richtung der Kräfte quer zur Strömungsrichtung von der Ballausrichtung zur Anströmung ab. Die Untersuchungen mit Rotation zeigen: Die Messergebnisse der an den Polen angetriebenen glatten Kugeln und Modellfußbälle sind sehr stark durch den Einfluss der Aufhängung beeinflusst. Ergebnisse mit einer Aufhängung, welche die rotierenden Versuchskörper rückwärtig hält, weisen eine deutlich geringere Beeinflussung auf. Aerosol-Visualisierungen und Windkanalwaage-Messungen an der rotierenden Kugel zeigen, dass für Reynolds-Zahlen 125.000 AU - Kray, Thorsten DA - 2008 KW - Kugel KW - Magnuseffekt KW - Magnuskraft KW - Flattern KW - Flugkurve KW - Grenzschicht KW - sphere KW - soccer KW - flow KW - knuckling LA - ger PY - 2008 TI - Untersuchungen über die Strömungsvorgänge bei rotierenden glatten Kugeln und Fußbällen TT - Investigations on the flow over rotating smooth spheres and soccer balls UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-4041 Y2 - 2024-11-22T12:48:24 ER -