Flow³

Flow³ ist ein dreisemestriges Projekt, in dem du selbst in die Welt der Aerodynamik eintauchst und Fahrzeugflügel sowie aerodynamische Systeme nicht nur theoretisch verstehst, sondern aktiv entwickelst, testest und verbesserst. Gemeinsam im Team gehst du spannenden Fragen aus dem Fahrzeugbau und insbesondere dem Motorsport nach – von der ersten Idee über den Windkanalversuch bis hin zur digitalen Simulation. Dabei erlebst du Strömungsmechanik und Aerodynamik nicht als reine Theorie, sondern als Werkzeug, mit dem du echte technische Herausforderungen löst und deine eigenen Lösungen auf die Strecke bringst.
Die drei aufeinander aufbauenden Projekte verbinden experimentelle Untersuchungen im Windkanal mit numerischen Strömungssimulationen und der Entwicklung aktiver aerodynamischer Systeme. Die Studierenden durchlaufen dabei einen vollständigen Entwicklungsprozess – von der experimentellen Untersuchung grundlegender aerodynamischer Zusammenhänge über die numerische Simulation bis hin zur Entwicklung und Erprobung eines aktiven Systems.
Das erwartet unsere Projektteilnehmenden
- Experimentelle Aerodynamik: Im Windkanal untersuchen die Studierenden verschiedene NACA-Profile und analysieren den Einfluss von Anstellwinkel und Flügelgeometrie auf die entstehenden aerodynamischen Kräfte.
- Versuchsplanung und Messtechnik: Die Studierenden planen eigene Versuche, beschäftigen sich mit Kalibrierung, Messunsicherheiten und Fehleranalyse und lernen, experimentell gewonnene Daten systematisch auszuwerten und zu interpretieren.
- Konstruktion und 3D-Druck: Auf Grundlage der experimentellen Ergebnisse entwickeln die Studierenden Front- und Heckflügel nach den Vorgaben der Formula Student Germany. Die konstruierten Bauteile werden im 3D-Druck gefertigt und an einem 1:6-Fahrzeugmodell erprobt.
- Numerische Strömungssimulation: Mithilfe von CFD-Methoden werden aerodynamische Bauteile und das gesamte Fahrzeugmodell numerisch untersucht. Dabei lernen die Studierenden, Simulationsmodelle aufzubauen, Randbedingungen zu definieren und Strömungsfelder sowie Druckverteilungen auszuwerten.
- Simulation und Validierung: Die Ergebnisse der numerischen Simulationen werden mit den experimentell gewonnenen Messdaten verglichen. Dadurch lernen die Studierenden, Simulationsmodelle zu validieren und Ergebnisse kritisch hinsichtlich ihrer Aussagekraft zu bewerten.
- Sensorik, Aktorik und Programmierung: Sensoren und Aktoren werden in das aerodynamische System integriert und über Mikrocontroller angesteuert. Die Studierenden entwickeln, programmieren und testen die erforderliche Steuerung.
Die Studierenden erhalten eine Einführung in die Grundlagen der Umströmung von Tragflügelprofilen und aerodynamischen Kräften. Im Mittelpunkt stehen Versuche im Windkanal mit verschiedenen NACA-Profilen. Auf Basis dieser Versuchsergebnisse werden Front- und Heckflügel gemäß dem Regelwerk der Formula Student Germany (FSG) konstruiert, im 3D-Druck gefertigt und an einem 1:6 - Modell montiert. Dieses Modell wird im Windkanal getestet, um die aerodynamische Effizienz zu evaluieren.
Ziel und Inhalt des Projekts:
• Verständnis der aerodynamischen Prinzipien und Kraftwirkungen auf Tragflügel
• Versuchsplanung, Messunsicherheiten, Kalibrierung und Fehleranalyse
• Experimentelle Analyse unterschiedlicher Anstellwinkel und Flügelgeometrien
• Konstruktion nach Vorgaben Formula Student Germany
• Additive Fertigung (3D-Druck)
• Interpretation von Messdaten zur aerodynamischen Optimierung
In Projekt 2 werden die aerodynamischen Bauteile sowie das gesamte Fahrzeugmodell numerisch simuliert. Die Ergebnisse werden mit den Messdaten aus Projekt 1 verglichen.
Ziel und Inhalt:
• Einführung in numerische Methoden der Strömungsmechanik (CFD)
• Aufbau, Randbedingungen und Durchführung von CFD-Simulationen (2D und 3D)
• Vergleich von simulierten und experimentellen Daten zur Validierung
• Visualisierung von Strömungsfeldern und Druckverteilungen
• Kritische Bewertung der Simulationsergebnisse
Im dritten Projekt entwickeln die Studierenden aktive aerodynamische Systeme, etwa ein Drag Reduction System (DRS) in Anlehnung an Konzepte aus der Formel 1. Diese Systeme werden mit Mikrocontrollern angesteuert und durch Sensoren und Aktoren geregelt.
Ziel und Inhalt:
• Entwicklung und Auslegung von aktiven aerodynamischen Elementen (z.B. DRS)
• Integration von Sensorik (z.B. zur Messung von Druck und Geschwindigkeit) und Aktorik
• Bewertung der Reaktionszeit und Systemeffizienz
• Analyse der Energieeffizienz und Integration ins Fahrzeugkonzept
• Programmierung und Test eines Mikrocontrollersystems (z.B. Arduino, STM32)
• Evaluation der Effektivität aktiver Systeme im Vergleich zu statischen Konzepten