
Dargestellt ist die flächenhafte
Wirbeldichte
einer 3D Lösung des Umströmungsproblems für den
Grenzfall
der "infinitesimal dünnen Grenzschicht". In diesem Fall geht die
Zähigkeit
der Luft nur noch ein durch das Strömungsbild, bei dem die
Partikel
glatt an der Hinterkante abfließen. Anstelle eines dicken
Profilquerschnitts
ist dies eine Lösung z.B. für das Modell eines dünnen
Insektenflügels.
Auch die Platten in
Lilienthals Versuch
mit Rundlauf kann man mit diesem Modell berechnen. Die
Konfiguration
ist eine ebene angestellte Platte. Die Details der Lösung sind als
Datenblatt mitgeliefert.
Man muss sich in die Darstellung
erst hineindenken. Man sieht als mitbegter Beobachter "von oben" auf
die
Tragfläche. Die Partikel (die hier nicht gezeichnet sind) kommen
von
links und fließen nach rechts. Die Wirbeldichte schiebt sich von
der Hinterkante in den Nachlauf. Der Nachlauf wird mit jeder Sekunde
länger.
Irgendwo hinter dem Profil liegt der "Startwirbel". Hier im Bild ist
angenommen,
dass dieser Startwirbel schon unendlich weit (das besagt die liegende
"8")
hinter dem Tragflügel zurück geblieben ist. Faktisch bedeutet
dies nur, dass sein Einfluss bei der Lösung des
Umströmungsproblems
außer acht gelassen wird. Hinter der Marke x=0.48 kommen
also
noch lange Strecken von Längswirbeln, die sich erst unendlich weit
hinter dem Tragflügel schließen. Die Gesamtzirkulation beim
Start der Tragfläche war null und sie bleibt es auch, weil die
Wirbellinien
in sich zurücklaufen und eine geschlossene Linie bilden. Erst die
gezeichneten Schnitte bringen diejenige Zirkulation hervor, die bei
fester
Spannweite ungefähr proportional zum Anstellwinkel der Platte
anwächst.
Legt man eine Fläche quer über den ganzen Nachlauf
(x-z-Ebene),
dann ist auch hier die Gesamtzirkulation null.