Die Untersuchung von Fahrzeugen im Windkanal ist eine vereinfachte Darstellung der Fahrt auf der Straße. Durch Bodensimulation und Raddrehung wird dabei versucht, der Realität möglichst nahe zu kommen. Dennoch werden die Ergebnisse in geringem Maße durch die Versuchsumgebung beeinflusst. Die hierfür u.a. verantwortlichen Interferenzeffekte sind auf verschiedene Randbedingungen im Windkanal zurückzuführen, die unter anderem auch von der Form der Windkanal-Messstrecke beeinflusst werden. Typischerweise werden in geschlossenen Messstrecken zu große und in offenen Messstrecken zu kleine Kräfte gemessen.

Für Windkanäle mit geschlossener Messstrecke gibt es bereits seit einiger Zeit für die dort auftretenden Interferenzeffekte validierte Korrekturmethoden, die in vielen Windkanälen standardmäßig eingesetzt werden. Im Vergleich hierzu ist die effiziente Anwendung von Korrekturmethoden für Windkanäle mit offener Messstrecke erheblich schwieriger. Die Arbeiten am FKFS zur Entwicklung anwenderfreundlicher Windkanalkorrekturmethoden für offene Messstrecken stellen deshalb einen wichtigen Schwerpunkt der Windkanalforschung dar.

Auf Wunsch unserer Kunden können wir zur Korrektur der beschriebenen Windkanal-Interferenzeffekte den aktuellsten Stand der etablierten Mercker/Wiedemann-Verfahren bei Messungen im Aeroakustik-Fahrzeugwindkanal und im Modellwindkanal einsetzen und auch Korrekturverfahren für Windkanäle des Kunden entwickeln.

Der Luftwiderstand eines Fahrzeugs ist ein Anteil der Fahrwiderstände des Fahrzeugs und steht damit im direkten Zusammenhang mit dem Verbrauch. Neben dem Luftwiderstand sind die Achsauftriebe sowie die Seitenwindempfindlichkeit weitere Zielwerte in der aerodynamischen Fahrzeugentwicklung. Ziel der aerodynamischen Optimierung ist das Erreichen der verschiedenen Zielwerte durch Modifikation der Form. Hierbei können üblicherweise passive Maßnahmen im sichtbaren und nicht sichtbaren Bereich (z.B. Unterboden) eingesetzt werden. Der Unterboden und die drehenden Räder sind für bis zu 30% des gesamten Luftwiderstands verantwortlich.

Fundiertes technisches und wissenschaftliches Know-how, der Zugriff auf die aerodynamischen Versuchseinrichtungen und numerischen Ressourcen des FKFS sowie langjährige Erfahrungen aus Forschungs- und Entwicklungsprojekten für die Fahrzeugindustrie garantieren unseren Kunden eine zielorientierte und effiziente Bearbeitung ihrer Projekte. Die Einhaltung absoluter Geheimhaltung ist hierbei für uns selbstverständlich.

Das FKFS forscht auch an Methoden und Maßnahmen zur aktiven Strömungsbeeinflussung, um eine weitere Reduzierung des Luftwiderstands, über das mit konventionellen Maßnahmen Mögliche hinaus, zu ermöglichen.

Für Wärmeschutzuntersuchungen sind insbesondere der Motorraum und die Abgasanlage sowie deren Umströmung von Bedeutung. Da experimentelle Untersuchungen erst im späten Stadium mit verfügbarer Hardware durchgeführt werden können, bietet die Simulation insbesondere in frühen Projektphasen Zeit- und Kostenvorteile. Zur Simulation werden modernste RANS und Lattice-Boltzmann Verfahren eingesetzt.

Für die Berechnung von Bauteiltemperaturen werden in der Regel 3D-Programme zur Simulation von Wärmeleitung und -strahlung wie PowerTHERM® eingesetzt. Ein Beispiel ist die Berechnung der Temperaturverteilung am Motorlager in unmittelbarer Nähe einer Abgasanlage. Über entsprechende Schnittstellen lassen sich konvektive Wärmeströme aus der CFD-Berechnung zellweise an den thermischen Löser übergeben.

Wichtige Eingangsparameter für die Simulationen sind die thermischen Stoffdaten. Um die Genauigkeit der Simulationen zu erhöhen, betreibt das FKFS ein Labor zur thermischen Materialanalyse.