Fliissigkeitsbewegung 



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/?) Im allgemeinen Fall eines allseitig 

 von Fliissigkeit umgebenen beAvegten Kor- 

 pers laBt sich der Widerstand cler Fliissigkeit 

 immer in zwei Teile zerlegen, den Druck- 

 widerstand nnd den Reibungswider- 

 stand. 



Man kann namlich auf jedem Flachen- 

 element die von der Fliissigkeit auf den 

 Korper iibertragene Kraftwirkung in eine 

 Normalkomponente und eine Tangential- 

 koraponente, cl. i. in eine Druckkraft und eine 

 Keibungskraft, zerlegen. Die Resultante 

 aller Druckkrafte ist der Druckwiderstand, 

 die Resultante aller Reibungskrafte der 

 Reibungswiderstand. (Bei rauhen Ober- 

 flachen wird man dabei aus praktischen 

 Riicksichten die Zerlegung nach einer dem 

 mittleren Verlauf der Flache angepaBten 

 glatten Idealflache vornehmen. Der nach 

 der strengen Definition auf die einzelnen 

 Rauhigkeiten entfallende Druckwiderstand 

 wird so mit zum Reibungswiderstand ge- 

 schlagen.) Die Trennung des Gesamtwider- 

 standes in diese beiden Teile laBt sich im 

 Experiment so durchfiihren, daB man die 

 Druckverteilung um den Korper beobachtet, 

 und daraus durch Rechnung den Druck- 

 widerstand ermittelt. Ist der Gesamtwider- 

 stand durch eine Kraftmessung beobachtet, 

 so ergibt die Differenz den Reibungswider- 

 stand. Von der Vorstellung ausgehend, daB 

 zwar der Druckwiderstand stark von der 

 Form des Korpers abhange, daB aber der 

 Reibungswiderstand im wesentlichen nur 

 von der GroBe der Oberflache und nicht 

 von der Form des Korpers abhangig sei, 

 hat man die Trennung des Widerstandes in 

 einen Form wider stand und einen Ober- 

 flachenwider stand vorgeschlagen. Neuere. 

 Versuche weisen indes darauf hin, daB auch 

 der Reibungswiderstand stark von der 

 Formgebung abhangt. 



y) Bei Korpern, die sich an der freien 

 Oberflache der Fliissigkeit bewegen, komint 

 noch ein weiterer Widerstand, der Welle n- 

 widerstand hinzu, der durch das von dem 

 Korper bei der Bewegung erzeugte Wellen- 

 system verursacht wird (vgl. Ill, ib). Da 

 die Wellenbewegung unter dem EinfluB der 

 Erdschwere vor sich geht (von den Kapillar- 

 kraften sei abgesehen), so ist hier ein anderes 

 mechanisches Aehnlichkeitsgesetz maB- 

 gebend, wie bei den Reibungsvorgangen. 

 Aus Geschwindigkeit (V), Lange (1) und Erd- 

 schwere (g) laBt sich eine dimensionslose Zahl 



V 2 



-v bilden. Das zu erwartende Wellensystem 



wird bei zwei verschieden groBen Aus- 

 fiihrungen einer Schiffsform (z. B. Modell 

 und Schiff) geornetrisch ahnlich ausfallen, 

 wenn diese Zahl denselben Wert anninmit, 

 wenn sich also die Geschwindigkeiten ver- 



halten wie die Wurzeln aus .den Langen 

 (Froudeschcs Gesetz). 



Der Wellenwiderstand ist mit kleinen 

 Aenderungen der Schiffsform und der Ge- 

 schwindigkeit sehr stark veranderlich; bei 

 einer Verlangerung des Schiffskorpers kann 

 er sowohl wachsen, wie abnehmen, je nachdern 

 die Heckwelle, die mit dem vom Bug kom- 

 menden Wellensystem interferiert, dieses 

 verstarkt oder abschwacht. In seichtem 

 Wasser kann sich das Wellensystem ganz 

 erheblich modifizieren. Der Widerstand 

 wachst ganz erheblich an, wenn das Schiff 

 gerade mit der Geschwindigkeit der Grund- 

 welle (III, ic) fahrt. 



Dem Wellenwiderstand entspricht ein 

 in dem Wellensystem vorhandener Imp u Is; 

 am Schiff selbst macht er sich als ein Teil 

 des Druckwiderstandes geltend. Der andere 

 Teil des Druckwiderstandes, der dem ge- 

 wohnlichen Druckwiderstand eines allseitig 

 von Fliissigkeit umgebenen Korpers ent- 

 spricht, findet sich in dem Impuls der Kiel- 

 wasserwirbel wieder und heiBt^deshalb_auch 

 Kielwasserwiderstand. .g 



Da der Reibungswiderstand und der Kiel- 

 wasserwiderstand, abgesehen von den Storvmgen 

 durch die Wellenbiklung, die Reynoldssche 

 Aehnlichkeit befolgt, der Wellemviderstand aber 

 die Froudesche Aehnlichkeit, sind streng iiber- 

 tragbare Modellversuche unmoglich. Da bei den 

 Schiffen der Wellemviderstand das Hauptinteresse 

 brsitzt, halt man sich bei den Versuchen in den 

 Schiffsmodell-Schleppanstalten an die Froude- 

 sche Aehnlichkeit und beriicksichtigt die anderen 

 Widerstandsanteile nach Erfahrungsregeln. 



d) Eine wichtige Frage ist noch die, 

 wie sich der Widerstand eines Korpers 

 in ruhender Fliissigkeit zu der Kraft 

 verhalt, die eine stromende Fliissigkeit 

 auf einen ruhenden Korper ausiibt. Wenn 

 die stromende Fliissigkeit sich in alien 

 Teilen vollkommen gleichformig bewegt, so 

 kann nach den Gesetzen der allgemeinen 

 Mechanik zwischen beiden Fallen kein 

 Unterschied bestehen, da die Hinzunahme 

 einer gemeinsamen gleichlormigen Bewegung 

 (entgegengesetzt gieich der Geschwindigkeit 

 des Korpers, so daB dieser in Ruhe versetzt 

 wird) an clem Ablauf von mechanischen 

 Vorgangen nichts andert. Einen Unterschied 

 aber macht es, ob die Fliissigkeit bei ihrer 

 Bewegung gegen den Korper vollkommen 

 gleichformig oder ob sie turbulent stromt. 

 Die Widerstande sind in der Regel im zweiten 

 Fall groBer. Da natiirliche Fliissigkeits- 

 stromungen (Wind, Stromung in Kanalen 

 us\\.) bei groBen Abmessungen regelmaBig 

 turbulent sind, wird man solche Unterschiede 

 immer beobachten. Wenn man zum Zwecke 

 von Widerstandsversuchen die Verhaltnisse 

 eines in ruhender Fliissigkeit bewegten 

 Korpers mit einem in stromender Fliissigkeit 



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