Im Fachbereich Maschinenwesen ist seit Juni ein ganz besonderes Gerät im Einsatz: ein Turbulenz- und Grenzschichtprüfstand. Ein wesentlicher Teil des Prüfstands ist ein Windkanal, der dazu dient, Strömungsvorgänge anschaulich zu machen und Experimente durchzuführen, um Kräfte, Auftrieb und Widerstand zu messen.
„Windkanäle sind die Arbeitspferde der Strömungswissenschaften. Wenn man Strömungen untersuchen und verstehen will, ist der Windkanal das passende Instrument dafür“, erklärt Prof. Dr. Steffen Risius, Professor im Fachbereich Maschinenwesen.
Der Windkanal der Fachhochschule Kiel wird in Lehrveranstaltungen eingesetzt, um Aerodynamik in der Praxis zu veranschaulichen. Außerdem können Studierende des Fachbereiches Maschinenwesen in der Veranstaltung Theoretische Strömungslehre kleine Forschungsthemen im Windkanal bearbeiten und so theoretische Ansätze praxisnah erproben.
„Das Besondere an diesem Kanal sind die kontrollierten Strömungsbedingungen, die durch eine Kontraktionsstrecke erzeugt werden. Dadurch entsteht eine gleichmäßige und turbulenzarme Strömung auf begrenztem Bereich. Außerdem bestehen die Außenwände des Windkanals aus transparenten Makrolonplatten, sodass das Strömungsverhalten direkt beobachtet werden kann“, erklärt Prof. Dr. Risius.
Der Aufbau des Windkanals folgt einem klaren Prinzip: Am Auslass sorgen vier große Lüfter für die Erzeugung eines Luftstromes. Von der gegenüberliegenden Seite wird die Luft angesaugt, durch Siebe geleitet und beschleunigt, wodurch Verwirbelungen reduziert werden. Dazwischen bildet sich ein Luftstrom in der Messstrecke, in der die Versuche durchgeführt werden. Die Anlage erreicht Windgeschwindigkeiten von bis zu 70 Kilometern pro Stunde. In der Natur entspräche das einem stürmischen Wind mit Windstärke acht, der große Bäume bewegt, Fensterläden öffnet, Zweige von Bäumen abbricht und das Gehen erheblich erschwert.
Gebaut und geliefert wurde der Windkanal von Dr. Wolfgang Send, der viele Jahre als Wissenschaftler am Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt tätig war. Dr. Send hat bereits zahlreiche Windkanäle und andere physikalische Geräte entwickelt und gebaut. Es handelt sich um einen Windkanal nach eiffelscher Bauart – die Konstruktionsweise geht auf den Ingenieur und Konstrukteur Gustave Eiffel, Erbauer des nach ihm benannten Pariser Wahrzeichens, zurück. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts leistete Eiffel Pionierarbeit auf dem Gebiet der Windkanäle mit Experimenten zur Untersuchung des Luftwiderstandes von verschiedenen geometrischen Formen. Er legte damit einen Grundstein für den modernen Flugzeugbau.
Durch die Anschaffung des Windkanals wird den Studierenden eine praxisnahe Ausbildung und forschungsorientiertes Lernen ermöglicht, das Aerodynamik anschaulich und erfahrbar macht.
