Auftriebsbeiwert

Physikalische Kennzahl
Name	Auftriebsbeiwert, Auftriebskoeffizient
Formelzeichen	${\displaystyle c_{\mathrm {a} }}$
Dimension	dimensionslos
Definition	${\displaystyle c_{\mathrm {a} }={\frac {F_{\mathrm {a} }}{q\,A}}.}$
${\displaystyle F_{\mathrm {a} }}$ Auftriebskraft ${\displaystyle q}$ Staudruck ${\displaystyle A}$ Bezugsfläche
Anwendungsbereich	Dynamischer Auftrieb

Der Auftriebsbeiwert oder Auftriebskoeffizient ist ein dimensionsloser Beiwert für den dynamischen Auftrieb eines von einem Fluid umströmten Körpers. Er ist eine wichtige Kenngröße bei der Charakterisierung von Profilen in der Strömungslehre. Bei PKW ist der Auftriebsbeiwert einer von sechs Beiwerten, die z. B. im Windkanal bestimmt werden. In Formeln wird für den Auftriebsbeiwert im deutschen Sprachraum meist das Kürzel ${\displaystyle c_{\mathrm {a} }}$ gewählt. In englischen Texten ist es häufig ${\displaystyle c_{\mathrm {l} }}$ (l für lift) oder ${\displaystyle c_{\mathrm {z} }}$.

Der Auftriebsbeiwert ist eine Spezialform des Quertriebsbeiwertes ${\displaystyle c_{\mathrm {F} }}$ oder ${\displaystyle c_{\mathrm {q} }}$.^[1][2][3] Ein Auftriebsbeiwert kann für alle von Fluiden angeströmten länglichen Körper mit allen Querschnitten experimentell ermittelt werden.^[2]

Grafisch angegeben werden Auftriebsbeiwerte abhängig vom Anströmwinkel ${\displaystyle \beta }$ beispielsweise zur Beurteilung der Transversalwellen von vereisten Freileitungen (Leitungsgalopp) oder Brückenfahrwegen (englisch: Galloping; Beispiel: "Galloping Gertie").^[2]

Der Auftriebsbeiwert ergibt sich aus der Auftriebskraft ${\displaystyle F_{\mathrm {a} }}$, normiert auf den Staudruck ${\displaystyle q}$ und den Flächeninhalt ${\displaystyle A}$ der Bezugsfläche; als Bezugsfläche wird bei Profilen die Flügelfläche, bei Fahrzeugen die Stirnfläche gewählt:

${\displaystyle c_{\mathrm {a} }={\frac {F_{\mathrm {a} }}{q\,A}}.}$

Der Auftriebsbeiwert ist wie andere aerodynamische Beiwerte, z. B. der Widerstandsbeiwert, von der Orientierung des Körpers in der Strömung abhängig, ausgedrückt durch den Anströmwinkel. Das Verhältnis zwischen Auftriebs- und Widerstandsbeiwert in Abhängigkeit vom Anströmwinkel wird durch das Polardiagramm angegeben, das sich für verschiedene Profilformen deutlich unterscheidet.

1. ↑ Peter Kurzweil: Das Vieweg Einheiten-Lexikon: Begriffe, Formeln und Konstanten aus Naturwissenschaften, Technik und Medizin. 2. erw. u. akt. Auflage. Springer, Braunschweig 2000, ISBN 3-322-83212-0, doi:10.1007/978-3-322-83211-5. 
2. ↑ ^{a b c} Robert Gasch, Klaus Knothe: Diskrete Systeme (= Strukturdynamik. Nr. 1). 2. Auflage. Springer, Berlin/Heidelberg 2012, ISBN 978-3-540-88976-2, S. 13–16, doi:10.1007/978-3-540-88977-9 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
3. ↑ Florian Ettlinger: Segeln mit der Litfaßsäule - Die ideale Rotationsgeschwindigkeit für den Flettner-Rotor. In: Junge Wissenschaft. Nr. 104, 2015, S. 16–23 (ptb.de [PDF]).