Diskussion:Magnus-Effekt

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Inhaltsverzeichnis 1 Theoretische Fragen 2 Beispiele Fußball und Tischtennis 3 ich glaube, das Bild ist falsch 4 Magnus-Bernoulli

Alter Text:

Dort, wo sich der Zylinder bzw. die Kugel mit der Strömung bewegt wird aufgrund der Reibung in der wandnächsten Strömungsschicht (die Grenzschicht) die Strömung beschleunigt. Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Strömung verzögert.

Eine Beschleunigung der Strömung führt zu einer Absenkung des Druckes (Bernoulli-Gleichung) und umgekehrt. Der so entstehende Druckunterschied wirkt sich als Querkraft aus, die senkrecht zur Rotationsachse steht und zu einer Bahnablenkung führt...

Problem:

Das Bernoulli-Gesetz beschreibt eine reibungsfreie Strömung. Immer wieder wird versucht, durch einen Reibungseffekt eine reibungsfreie Strömung zu beeinflussen. Dazu müßte die Wirkung der Reibung weit in die Strömung hineinreichen, viel weiter als die relativ dünne Grenzschicht ist.

Reguläre (reibungsfreie, nicht kompressible) Strömung wird nur durch die From des Körpers beeinflußt, nicht durch Reibungseffekte. Bei der symmetrischen Form des Körpers kommen wir auf diesem Weg also nicht zu einer Erklärung.

Alter Text:

• Billard-Spieler versetzen die Kugel in Eigendrehung, das sog. Effet, um andere Kugeln zu umspielen.

Problem:

Ich kann nicht sagen, was eine Billard-Kugel um die Kurve rollen läßt, aber den Magnus-Effekt kann man nicht als Erklärung anführen: Dazu ist die Kugel zu schwer bei der besonders geringen Strömungsgeschwindigkeit.

Sobald ich weiß wie's geht tu' ich auch das Bild rein...

Mit freundlichen Grüßen Helmut Stettmaier

Zur Klärung dieses Sachverhalts habe ich folgende Änderung vorgenommen. [1] ↗ nerdi disk. 23:18, 6. Feb. 2007 (CET)

[Bearbeiten] Theoretische Fragen

Ist dieser Effekt eigentlich auch für die Kemme'sche Erdrotation verantwortlich? --Archy 14:35, 19. Nov 2004 (CET)

Nein. Das sind völlig verschiedene Dinge. Ich hätte das eher mit der Corioliskraft in Verbindung gebracht, aber der zitierte Aufsatz zur Erdrotation läßt mich da zweifeln. mfG stm

Ich finde die Zeichnung irritierend. Wenn ich alles richtig verstanden hab, sollte bei einer Anordnung wie in der Zeichnung eine Auftriebskraft nach oben entstehen. Der Pfeil zeigt aber nach unten. Vermutlich steht der Pfeil für die Verschiebung des Ablösegebiets, man könnte ihn so aber für die Wirkung, also den Effekt halten... mfg Daniel

Hallo Daniel, danke für den Hinweis. Ich arbeite an einer Verbesserung... mfg stm

[Bearbeiten] Beispiele Fußball und Tischtennis

Die aus vielen Sportarten bekannten Kurvenflüge von Bällen (Fußball, Handball, Tennis, Tischtennis, Golf...) sind keine Folge des Magnus-Effektes, da der eingebrachte Drehimpuls ja zu einer genau gegenteiligen Flugbahn führt als nach dem Magnus.Effekt zu erwarten wäre.

Ein mit dem rechten Innenspann geschossener Fußball fliegt in einer Kurve von rechts nach links. Aus Sicht des Schützen ist die relative Strömunsgeschwindigkeit auf der rechten Seite des Balls höher als auf der linken Seite. Der auf der rechten Seite wirkende relative Unterdruck müsste nun den Ball nach rechts ablenken. In Wirklichkeit beobachten wir jedoch das Gegenteil.

Bei den genannten Beispielen überwiegen die auf den Ball wirkenden Luftreibungskräfte den Magnus-Effekt. Durch höheren Reibungswiderstand auf der rechten Seite des o.g. Balles weicht der Ball nach links aus. MfG Axel

1) Dreht sich der Ball beim Schuss nicht nach rechts, woraus eine Ablenkung nach links resultiert?
2) Bei einer Kugel ist eine Asymmetrie der Luftreibung schwer vorstellbar. Selbst wenn, würde die Reibung eine Rotation hervorrufen, aber keine Verschiebung nach links oder rechts.
Dantor

"Sie (Dimples) vergrößern die Luftschicht, die am Ball anliegt und durch seine Rotation mitgeführt wird. Dadurch verstärkt sich die Wirbelbildung und damit die Ablenkung des Balls durch den Magnus-Effekt". Ist das nicht genau umgekehrt? Warum soll denn die Ablenkung eines Golfballs vergrößert werden? Sie soll doch kleiner werden, um genauer spielen zu können. -- wessmann.clp 13:49, 17. Dez 2005 (CET)

Ich habe einige Dinge nicht auseinander gehalten.

(1) Magnuseffekt: Ablenkung der Kugel nur dann, wenn sie rotiert.

(2) Einfluß der Dimples auf das Strömungsverhalten allgemein, sowohl einer fliegenden Kugel ohne und mit Rotation.

Dimples erhöhen lokal an der Oberfläche die turbolente Strömung. Dadurch reißt bei unterkritischen Geschwindigkeiten die Anströmung erst bei höheren Geschwindigkeiten ab. Folge: der Ball erfährt beim Flug weniger Luftwiderstand. (Erst bei sehr hohen Geschwindigkeiten -- die der Ball aber nicht erreicht -- hätten Dimples den gegenteiligen Effekt).

(3) Rotiert der Ball und liegt die Rotationsachse parallel zur Erdoberfläche, drückt der Magnuseffekt ihn je nach Drehrichtung nach oben oder nach unten. -- Dantor 01:29, 18. Dez 2005 (CET)

[Bearbeiten] ich glaube, das Bild ist falsch

Hallo,

also ich bin mir nicht sicher, aber ist das Bild nicht falsch? Im Text heisst es doch: "[...]wird seine Flugbahn zu der Seite hin abgelenkt, auf der der Körper mit der Strömung (also entgegen der Flugrichtung) dreht." Der dicke Pfeil zeigt aber in genau die andere Richtung...

Jens Christen

Habe das Bild image:Magnus-Effekt.PNG ersetzt. Zwar fehlen nun die Andeutungen der Wirbel, dafür deutet die Liniendichte den Druckgradienten besser an. Dantor 00:29, 4. Jun 2006 (CEST)

[Bearbeiten] Magnus-Bernoulli

Ich habe über den Link die Darstellung der TU Berlin angesehen. Die Verseuchung der Aerodynamik mit Bernoulli ist vollkommen. Gibt es irgend etwas, was nicht damit erklärt wird? Am Tragflügel ist er schon falsch und als Magnus-Effekt auch. Warum heißt er dann auch Magnus-Effekt, wenn es doch nur der Bernoulli-Effekt sei? Wenn man nichts anderes findet, ist es immer der Bernoulli-Effekt. So geht es nicht.

Die TU erklärt also den Magnus-Effekt mit dem Bernoulli-Effekt. Wie soll ein Ball, der nur ein paar Millisekunden an einer Stelle in der Luft ist, diese dort in Rotation versetzen? Kommen da niemand Zweifel? Warum fällt ein Tennisball beim Slice am Ende der Flugbahn fast senkrecht nach unten, was hat ihn so abgebremst? Das MUß die Theorie des Magnus-Effektes mit beantworten, sonst ist sie schon deshalb falsch.

Wie der Magnus-Effekt wirklich funktioniert, siehe in www.flugtheorie.de. 27.9.06 J. Peter Apel

In der Strömungslehre verwendet man oft Vereinfachungen um Probleme analytisch lösen zu können. Zur Erklärung des Magnus Effekts wird dir sogenannte Potentialtheorie herangezogen, wobei die Reibung zu vernachlässigen ist. Überlagert man nun mit Hilfe der Potentialtherie eine Parallelströmung mit einem Dipol und einem Wirbel, so erhält man das Strömungsbild der Umströmung eines rotierenden Zylinders. Das Strömungsbild ist zur y-Achse symmetrisch, wonach der Körper keinen Widerstand hat (D'Alembertsches Paradoxon). Die Kraft infolge der Druckdifferenz lässt sich bei einer reibungslosen Strömung, dann tatsächlich mit der Energieerhaltung nach Bernoulli rechnen (Druckform) und die Kraft aus der Integration der Druckdifferenz über die projizierte Fläche des Zylinders. Zur sogenannten "Verseuchung der Aerodynamik mit Bernoulli" ist anzumerken, dass es von Vorteil ist mit vereinfachten Annahmen Probleme analytisch zu lösen, insbesondere dann wenn man die Richtigkeit von Ergebnissen aus numerischen Simulationen abschätzen will. Beim Magnus Effekt kann es sicherlich zu Turbulenz und Ablösung kommen, jedoch ist die Genauigkeit für eine Abschätzung der Kraft beim Magnus Effekt vollkommen ausreichend mit Bernoulli und dem Impulssatz zu berechnen.