Thread by @DrLutzBoehm

Können Kühe fliegen oder warum Kühe meist mit dem Hintern in die Richtung stehen, aus der der Wind kommt?

Eine physikalische Betrachtung.

tl;dr: ab 1000km/h Windgeschwindigkeit ginge es wohl

Ein #WissKomm #Wissenschaftskommunikation 🧵
1/
blogs.sw.siemens.com/simulating-the…

Wer kennt sie nicht, die fliegende Kuh im Tornado aus dem Film Twister. Aber könnte eine Kuh praktisch wie ein Flugzeug abheben?

2/

Um abzuheben, müsste eine größere Kraft an der Kuh nach oben wirken als nach unten.

Nach unten wirkt die Gewichtskraft und es könnte zwischen Kuh und Boden ein Unterdruck entstehen. Bernoulli ist das Stichwort und hier habe ich das erklärt.

3/

https://x.com/DrLutzBoehm/status/1822316760705507370

Ähnlich wie bei einem Flugzeugflügel strömt der Wind ober- und unterhalb an der Kuh entlang. Da er dabei in der gleichen Zeit unterschiedliche Wege zurücklegt, ist er oben und unten unterschiedlich schnell.

Daraus resultiert ein Druckunterschied zwischen oben und unten.
4/

Wird die Kuh rückwärts angeströmt, ergibt sich ein anderes Strömungsfeld und somit auch eine andere Druckdifferenz zwischen Rücken und Bauch der Kuh.

5/

Man kann nun bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten und Anströmrichtungen ausrechnen, wie groß die wirkenden Kräfte nach oben (Lift) und nach unten (Drag) sind.

6/

In den Diagrammen kann man zwei Dinge sehen

1. Die Kraft nach unten (Drag) ist bei Anströmung von vorne oder hinten praktisch gleich.

2. Die Kraft nach oben (Lift) steigt bei Anströmung von vorne mit steigender Windgeschwindigkeit sehr stark an.

7/

Geht man über die in 6/ gezeigten Windgeschwindigkeiten hinaus, ergibt sich, dass es bei etwa 1000 km/h möglich wäre, dass die Kuh abhebt.

Also gut, wir haben dann fast eine Überschall-Kuh, aber so ist halt die Physik, kann man nichts machen.🤷‍♂️
8/

Triebt man das mit der Windgeschwindigkeit noch weiter hoch, sieht man auch typische Features von Überschall-Strömungsfelder.

Habt ihr das bei dem @SpaceX Flug im Nachlauf gesehen? Shock diamond nennt sich das.
9/
de.wikipedia.org/wiki/Machscher…

Steht aber die Kuh eben mit dem Hintern in die Richtung, aus der der Wind kommt, sind die Kräfte andere und sie hebt nicht so leicht ab.

Vielleicht sind ja durch Evolution alle Kühe, die die Schnauze in den Wind gedreht haben, langfristig ausgestorben. Beweist das Gegenteil!
10/

Falls ihr noch nicht genug von umströmten Kühen habt, ist hier noch eine sehr schöne fluiddynamische Simulation einer Kuh von Dr. Moritz Lehmann (@[e-mail])...

11/

...und hier ist noch eine wissenschaftliche Veröffentlichung zu dem Thema "Numerical simulation of flow field around a cow using 3-D body-fitted coordinate system"

12/
doi.org/10.1016/S0306-…

Quellen:
blogs.sw.siemens.com/simulating-the…

blogs.sw.siemens.com/simulating-the…

blogs.sw.siemens.com/simulating-the…
13/

Hier also kurz dazu ab welcher Windgeschwindigkeit eine Kuh abheben würde und warum sie sich besser mit dem Hintern in die Richtung dreht, aus der der Wind kommt.

Fragen? Kommentare?

Danke fürs Lesen!
#WissKomm
14/14

Und zurück zum Anfang, weil man das so macht :-)

https://x.com/DrLutzBoehm/status/1856363614061379662

@threadreaderapp unroll