Techniklexikon

Wellenwiderstand

Teil des Fahrwiderstands des Schiffsmodells, der dadurch zustande kommt, daß ein Teil der Antriebsenergie in Wellenenergie umgewandelt wird. Die Wellen entstehen infolge der Viskosität (Zähigkeit) des Wassers. Durch das Umströmen des Bugs vermindert sich die Geschwindigkeit der Wasserteilchen, d. h. das Wasser staut sich am Bug zur Bugwelle. Anschließend werden die Wasserteilchen beschleunigt, es entsteht ein Sog in Form eines Wellentals. Nachdem die Wasserteilchen den größten Spantquerschnitt passiert haben, werden sie wieder verzögert und es entsteht die Heckwelle. Beide Wellen breiten sich unabhängig vom Modell aus und bilden das typische, aus Quer- und Diagonalwellen bestehende Wellensystem eines schwimmenden Körpers. Die Wellenlänge der Querwellen hängt von der Modellgeschwindigkeit ab. Sie können sich überlagern und den Wellenwiderstand (Bugwulst) beeinflussen. Ist im Verhältnis zur Modellgeschwindigkeit der Modellrumpf lang, können sich auf einer Rumpflänge mehrere Wellen ausbilden. Der Zusammenhang von Modellgeschwindigkeit und Modellänge wird durch die Froudesche Zahl ausgedrückt. Aus ihr kann man das GeschwindigkeitsLängenVerhältnis vM//ZT ableiten, das die Grundlage des Froudeschen Ähnlichkeitsgesetzes ist. Für geometrisch ähnliche Rümpfe ist das Verhältnis von W. zu Verdrängung gleich, wenn das GeschwindigkeitsLängenVerhältnis für beide ebenfalls gleich ist, daß das Modell bei vorbildgetreuer Fahrt das gleiche Wellenbild wie das große Vorbild erzeugen muß. Das Froudesche Ähnlichkeitsgesetz ist die Grundlage zur Berechnung der Tabelle für die Sollgeschwindigkeitsprüfung von Fahrmodellen der Klassen EH, EK. Schwingungen und Wellen,

1) Wellenleitung: der Quotient  aus den Momentanwerten von Spannung und Strom entlang einer Leitung, auf der sich elektromagnetische Wellen ausbreiten. Bei einer Doppelleitung, etwa einem Koaxialkabel, ist der Wellenwiderstand an jedem Punkt der Leitung zeitlich konstant und für eine Welle der Kreisfrequenz  durch

gegeben, wobei  der Induktivitätsbelag, also die Induktivität pro Längeneinheit, und  der Kapazitätsbelag der Leitung ist.  und  sind die Beläge für Widerstand und Leitwert. Diese Formel erhält man aus der Lösung der Telegraphengleichung.

Eine Leitung, die durch einen Widerstand der Grösse  abgeschlossen ist, reflektiert ankommende Wellen nicht. Sie verhält sich in diesem Fall wie eine Leitung unendlicher Länge. Dasselbe gilt für Vierpol-Ketten. Auch bei diesen bezeichnet man das Verhältnis aus Spannung und Strom als Wellenwiderstand.

2) das Verhältnis aus elektrischer und magnetischer Feldstärke einer freien ebenen elektromagnetischen Welle, gegeben durch

Dabei ist  die Vakuumpermeabilität und  die Dielektrizitätskonstante des Vakuums.  und  sind die relative Permeabilität bzw. Dielektrizitätskonstante.  bezeichnet die spezifische Leitfähigkeit und  die Kreisfrequenz der Welle. Im Vakuum erhält man Z = 376,7 W.

3) Strömungslehre: der Teil des Strömungswiderstandes, der auf Grund von Oberflächenwellen und Verdichtungsstössen entsteht. Der Energieverlust durch Oberflächenwellen ist vor allem bei Schiffen wichtig, bei denen Energie mit den Bugwellen abtransportiert und zerstreut wird. Der Wellenwiderstand hängt in komplizierter Weise von Schiffsform, -geschwindigkeit sowie Wassertiefe ab und kann bis zu 60% des gesamten Strömungswiderstandes des Schiffes ausmachen.