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Samstag, Oktober 21, 2017
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Aktuelles aus der Angewandte Forschung

Elektromobilität, Materialien, Bionik, Medizintechnik, Erneuerbare Energien, Universität, Wissenschaft

Aus den Specials

  • Dach- und Fassadenelemente mit integrierten optoelektronischen Bauelementen

    fraunhofer0317 Das vom BMWI geförderte Verbundprojekt „Flex-G“ unter der Forschungsinitiative „ Energiewende Bauen “ ist kürzlich gestartet. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung von Technologien zur Herstellung von transluzenten und transparenten Dach- und Fassadenelementen mit integrierten optoelektronischen Bauelementen. Im Fokus stehen dabei ein schaltbarer Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) und die Integration flexibler Solarzellen. Weiterlesen
  • Toolcraft unterstützt Hyperloop 2.0 Projekt der Warr e.V. an der TU München

    toolkraft0317 Die Idee des „Hyperloops“ stammt von Elon Musk, der nicht nur Paypal verwirklicht, sondern auch namhafte Firmen wie Tesla oder SpaceX gegründet hat. Jetzt geht der Traum vom schnellen Reisen in die nächste Runde: Dabei sollen Menschen in einer Kapsel mit Schallgeschwindigkeit (1200 km/h) in einer Vakuumröhre an ihr Ziel Weiterlesen
  • Würth Elektronik und Fela forschen gemeinsam an neuer Technologie

    wuerth0317 Trotz der der positiven Umsatzzuwächse innerhalb der Leiterplattenbranche ist davon auszugehen, dass die Konsolidierung noch nicht abgeschlossen ist. Leiterplattenhersteller müssen sich dem enormen Preisdruck asiatischer Hersteller, den steigenden Herstellungskosten in Europa und dem angespannten globalen Wettbewerbsumfeld stellen. Seit Anfang des Jahres vereint daher Würth Elektronik und Fela eine Entwicklungskooperation zur Weiterlesen
  • Dünnringlager in künstlichem Kniegelenk und E-Bike mit Automatikgetriebe

    rodriguez0217 Dünnringlager von Rodriguez erreichen trotz Miniaturisierung eine vergleichbare Leistungsfähigkeit und Lebensdauer wie normale Wälzlager. So lässt sich mit ihnen die Getriebeeinheit im Kniegelenk eines Exoskelettes ohne komplizierte und platzraubende Hilfskonstruktionen lagern. Zudem kommen sie in einem Fahrrad mit Automatikgetriebe zum Einsatz. Weiterlesen
  • Positronen als neues Werkzeug für die Forschung an Lithiumionen-Batterien

    TUM0117 Forschungsbericht

    Akkus, deren Kathode aus einer Mischung aus Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium besteht, gelten derzeit als die leistungsfähigsten. Doch auch sie haben eine begrenzte Lebensdauer. Schon beim ersten Zyklus verlieren sie bis zu 10 % ihrer Kapazität. Woran das liegt und was gegen den darauffolgenden schleichenden Kapazitätsverlust unternommen werden kann, Weiterlesen

  • Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

    nanoscribe0117 Forschungsbericht

    Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der Universität Stuttgart haben nun im 3D-Druck Sensoren hergestellt, die das Adlerauge auf kleiner Fläche nachbilden und das mit neuester 3D-Druck-Technologie von Nanoscribe realisieren.

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  • Prüfsystem für zukunftsweisende Composites-Forschung

    zwick10416 Im vergangenen Jahrzehnt hat sich die Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der TU Chemnitz zu einer der führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet des Leichtbaus entwickelt. Um den steigenden Prüfbedarf in immer neuen Anwendungsfeldern für Composites-Materialien decken zu können, hat sich die Professur SLK für ein fortschrittliches Prüfsystem von Zwick Roell Weiterlesen
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rwth0112Forschungsbericht

Mit Hilfe von flexiblen Oberflächen die Strömung über die Außenhaut zum Beispiel eines Flugzeugflügels aktiv zu beeinflussen, steht im Mittelpunkt eines neuen DFG-Forschungsvorhabens, das am Aerodynamischen Institut der RWTH initiiert worden ist. Erste Versuche im Windkanal haben gezeigt, dass die Oberflächenbewegung den Reibungswiderstand bis zu 9 % reduziert.



Eine Verringerung von nur einem Prozent würde eine Einsparung von rund 400.000 l Kerosin im Jahr pro Flugzeug bedeuten. Dies kann durch eine Wellenbewegung auf der Oberfläche senkrecht zur Strömung erreicht werden. Während also die Luft über den Flugzeugflügel strömt, erzeugen die Ingenieure im rechten Winkel dazu Transversalwellen. Es reicht dazu eine Wellenlänge von wenigen Millimetern. Die Amplitude der Welle - also die Entfernung von Tal- zu Scheitelpunkt - beträgt nur wenige Hundertstel Millimeter. So etwas können die Forscher mit einer hauchdünnen Beschichtung zum Beispiel aus Faserverbundkunststoff erreichen. Allerdings muss die Wellenbewegung künstlich angestoßen werden. Dazu sehen die Aachener und Jülicher Ingenieure sogenannte Aktoren vor, die durch elektrische Impulse in Bewegung gesetzt werden und die feine Oberfläche in die gewünschte Schwingung versetzen.

Luft wird in Strömungsgebirge kanalisiert

Erste Versuche mit Alufolie zeigen eindeutig, dass geringere Reibungskräfte auftreten. Die über den Flügel strömende Luft verteilt sich nicht mehr gleichförmig über die gesamte Oberfläche, sondern wird förmlich in regelmäßige Strömungsgebirge kanalisiert. Auf den schematischen Grafiken der Aerodynamiker sieht dies aus wie ein Wellblechmuster, das sich quer zur Strömung auf der Oberfläche bewegt. "Die Strömung tanzt", beschreibt Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder diesen Effekt, der den Widerstand zu reduzieren hilft.

Außerdem eröffnet diese Mikro-Oszillation weitere Optionen. Professor Schröder: "Wir erhalten durch diese Technik die Möglichkeit, die Strömung nicht nur generell über die ganze Fläche zu beeinflussen, sondern auch lokale Veränderungen vorzunehmen." Dies ist zum Beispiel an der Stelle der höchsten Verdichtung in einer schallnahen Strömung in der Mitte des Flügelprofils interessant, wo die Strömung ablösen kann, wodurch der Gesamtwiderstand erhöht wird. Wird die Reibung an dieser Stelle durch diese Einleitung variierender Wellenbewegungen erhöht, kann die Strömungsablösung verhindert werden, sodass auch durch diese lokale Regelung der Widerstand nochmals erheblich reduziert wird.

Flexible Oberflächenbewegung untersuchen

Den sieben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler umfassenden RWTH-Team geht es in dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt nicht darum, diesen Flügel in Aachen zu konstruieren. "Das können wir nicht. Wir möchten anhand von Grunduntersuchungen das technische Potential darstellen, das mit dieser flexiblen Oberflächenbewegung verbunden ist", so Professor Schröder. "Die umfassenden Auswirkungen dieser Mikro-Oszillation sind dabei noch Gegenstand eingehender experimenteller und numerischer Analysen."

Bis es allerdings so weit ist, dass ein solcher Flugzeugflügel in der Luftfahrt eingesetzt werden kann, bedarf es noch intensiver Forschung. "Das ist eine Vision für die Jahre 2025 bis 2035", so Professor Schröder.

Bild: Im Bild die Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Aerodynamischen Institut der RWTH Aachen Dorothee Plege: In der linken Hand hält sie den Aktuator - mit der anderen Hand baut sie gerade eine Hitzdrahtsonde zur Vermessung der Strömungsgeschwindigkeit in die Platte ein. Auf der schwarzen Oberfläche ist die Wellenbewegung zu erkennen. Auf dem Bildschirm sieht man den Aktuatoraufbau, der die Platte anregt. Foto: Peter Winandy

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