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Titel:

Untersuchung der Strömungsstruktur um einen Deltaflügel mit scharfer Vorderkante bei unterschiedlichen Vorderkantenpfeilungen mit einem Lattice-Boltzmann Solver

Autor(en): A. Muhr, E. Özger
Zusammenfassung: "DWLBM - Investigation of Delta Wing Time Dependent Flow Characteristics with Lattice-Boltzmann Method" ist ein Forschungsprojekt der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Hochschule Ingolstadt und umfasst die Analyse der Strömung um einen Deltaflügel in Abhängigkeit des Anstellwinkels, der Pfeilung, des Schiebewinkels, der Vorderkantengeometrie und der Reynoldszahl. Die Simulationen erfolgen am Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) mittels des Lattice-Boltzmann Solvers PowerFLOW von der Firma EXA GmbH. Bisherige numerische Untersuchungen am Deltaflügel erfolgten mit Navier-Stokes basierenden Strömungssolvern. Der Lattice-Boltzmann-Ansatz zeichnet sich vor allem in Bezug auf nichtstationäre Strömungsphänomene und den vollständig parallelisierbaren Algorithmus aus. Dieses Paper befasst sich mit der Untersuchung der Strömung um einen Deltaflügel bei unterschiedlichen Vorderkantenpfeilungen ([phi] = 55°, [phi] = 65° und [phi] = 75°) und Anstellwinkeln. Die Deltaflügelkonfiguration besitzt eine scharfe Vorderkante und die Reynoldszahl beträgt 10^6. Ziel ist es, Informationen über die Wirbelstrukturen und deren Aufplatzen, die Kräfte- und Momentenbeiwerte sowie die Zirkulationsverteilung im Fluid in Abhängigkeit der Flügelpfeilung zu erhalten. Die Strömungsanalyse der unterschiedlichen Pfeilungskonfigurationen bei gleichem Auftriebsbeiwert zeigt, dass mit größer werdender Pfeilung der Nickmomentenbeiwert geringer wird und der Widerstandbeiwert sowie der Primärwirbelkernradius, bezogen auf die jeweilige Flügelspannweite b, zunehmen. Die Wirbelzentren verschieben sich hierbei hin zu größeren [eta]-Werten. Bei [phi] = 75° treten in der Scherschicht Kelvin- Helmholtz Instabilitäten auf, die z. T. signifikante Auswirkungen auf die Strömungsstruktur haben. Zusätzlich bildet sich bei hoher Pfeilung ein Terziärwirbel aus. Die Zirkulationsverteilung ist bei intakten Wirbelstrukturen hauptsächlich innerhalb des Wirbels konzentriert und verschiebt sich bei aufplatzenden Wirbeln hin zu größeren Radien des fiktiven ursprünglichen Wirbelzentrums. Weiterhin nimmt der Anstellwinkel, bei dem sich das Wirbelaufplatzen ereignet, mit steigender Flügelpfeilung zu.
Veranstaltung: Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015, Rostock
Verlag, Ort: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2015
Medientyp: Conference Paper
Sprache: deutsch
Format: 21,0 x 29,7 cm, 10 Seiten
URN: urn:nbn:de:101:1-201510233179
Stichworte zum Inhalt: Deltaflügel, Lattice-Boltzmann Methode
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Veröffentlicht am: 23.10.2015