Antwort zur Frage 6

Ja, das kann man, wenn auch nur in grober Abschätzung. Nehmen Sie an, dass der Durchmesser des Wirbels (rechter Bildteil von Abb. 9, nebenstehendes Bild) einen Durchmesser von 4 cm hat (blaue Höhenlinie). Die Kernfläche K ist dann 0,00127 m². In diesem Bereich sei die räumliche Wirbeldichte jx im Mittel bei ungefähr -200 1/s. Die Zirkulation ist dann Gamma = K*j_x = -0,25 m²/s (das Minuszeichen ist dabei irrelevant, weil das Wirbelpaar symmetrisch ist).  Aus dem beigelegten Datenblatt jx zu Bild 8 ergibt sich ein theoretischer Wert von Gamma= 0,307*u₀*l (an der Stelle YK=0.5 wird die Gesamtzirkulation erreicht). Der Wert ist bezogen auf Anströmgeschwingkeit u0 und Flügeltiefe l. Mit u₀ = 5.4 m/s (im Versuch) und Flügeltiefe l = 0,16 m ergibt sich der theoretische Wert Gamma = 0,265 m²/s für die Zirkulation.

Das Datenblatt ist auch interessant wegen der Rechenzeit (auf einem älteren Pentium I Rechner). Diese 3D Lösung hat immerhin 4h 18min gebraucht; allerdings mit einer recht feinen Auflösung der Fläche in 30x50 Flächenelemente (Flügeltiefe x Spannweite).  Die 2D Lösungen sind viel schneller zu beschaffen. Der Schnitt in der Symmetrieebene YK=0.5 ist ebenfalls als Datenblatt jy anzusehen (Legende für beide Datenblätter).

Die letzte Spalte in dem Datenblatt jx enthält die Auftriebsverteilung über der Spannweite. Diese hängt mit der örtlichen Zirkulation (vorletzte Spalte) über einen festen Faktor zusammen (siehe Formelblatt) . Die örtliche Zirkulation ist wiederum die Aufsummierung der y-Komponente des Vektors der flächenhaften Wirbeldichte in x-Richtung für feste Position in Spannweite. Die Summierung der örtlichen Auftriebsverteilung in Spannweite gibt den Beiwert des Gesamtauftriebs (Das Ergebnis der Simpson-Integration ist in der letzten Zeile angegeben).