C. Urban, R. Behr, S. Wagner

Strömungsinterferenzen zwischen Flügeln und freien Wirbelschichten (z. B. Nachlauf, Vorderkantenwirbel) können in erheblichem Umfang die aerodynamischen Eigenschaften eines Flügels beeinflussen. Sind Viskositäts- und Turbulenzeffekte vernachlässigbar, so ist eine Berechnung derartiger Strömungsprobleme mittels Euler-Verfahren oder diskreter Singularitätenverfahren möglich, vgl. [1]. Das vorliegende Wirbelgitterverfahren [2] stützt sich auf eine zeitabhängige, diskrete Singularitätenmethode nullter Ordnung. Damit können bis zu mittleren subsonischen Machzahlen die Vorteile der potentialtheoretischen Betrachtungsweise genutzt werden: Die Diskretisierung bleibt beschränkt auf die Diskontinuitätsflächen, unter der Annahme ebener, dünner Flügel erweist sich der numerisch einfache Ansatz mit abschnittsweise konstanter Dipolverteilung als ausreichend; er wird ergänzt, durch eine spezielle Prozedur zur Berechnung der induzierten Geschwindigkeiten im Nahfeld der Diskontinuitätsflächen. Die Abhängigkeit der Ergebnisse vom Diskretisierungsgrad ist eindeutig. Konvergenzprobleme treten nicht auf, da Lösungsiterationen oder die Vorgabe einer Startlösung nicht erforderlich sind. Nachteile ergeben sich bei höheren subsoninchen Machzahlen: In diesem Bereich führt die Prandtl-Glauert-Transformation zu Genauigkeitseinbußen, die insbesondere im Geschwindigkeitsfeld stark aufgerollter Wirbelschichten deutlich werden. Der Anwendungsbereich des Wirbelgitterverfahrens umfaßt einzelne oder gestaffelte Flügel mit oder ohne Wirbelablösung entlang der scharfen Kanten. Potentialtheoretisch erfaßbare Effekte und deren Auswirkungen auf die Flügelbelastungen (z. B. Primärwirbel) werden in guter Übereinstimmung mit Messungen wiedergegeben; Hinweise auf ein beginnendes Aufplatzen der Vorderkantenwirbel sind möglich. Auf Grund der zeitabhängigen Methode können auch instationäre Vorgänge mit kleiner Strouhal-Zahl beschrieben werden. Damit bietet das Wirbelgitterverfahren ein zuverlässiges und vielseitiges Konzept, um bei geringem Rechenaufwand grundlegende Aussagen über Strömungsinterferenzen zwischen Flügeln und freien Wirbelschichten zu ermitteln.

5. DGLR-Fach-Symposium Arbeitsgemeinschaft Strömungen mit Ablösung, München, 1986

Conference Paper

deutsch

14,8 x 21,0 cm, 14 Seiten

DGLR-Bericht, 1986, 1986-03, Strömungen mit Ablösung; S.303-316; 1986; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn

NA

aerodynamics

Bestellbar

1986