H.-D. Papenfuss, P. Dilgen

Es wurde ein Berechnungsverfahren für die inkompressible Strömung um rotationssymmetrische Körper mit fixierter Ablösung auf der Basis der Zonenmethode entwickelt. Die Zonenmethode zieht Nutzen aus der bei hohen Reynolds-Zahlen auftretenden Strukturierung des Strömungsfeldes. Für jede Zone wird eine asymptotische Näherung der vollständigen, zeitlich gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen entwickelt. Der auf die reibungslose Außenströmung wirkende Verdrängungseffekt des Nachlaufes hinter dem Körper sowie der Grenzschicht am Körper wird durch das Konzept des Ersat7Xörpers simuliert. Die an einer Prinzipkonfiguration (rotationssymmetrische zurückspringende Stufe) experimentell bestimmte Form des Ersatzkörpers wird als universell angenommen, wobei in die universelle Gleichung der Ersatzkörperkontur bestimmte Skalierungen der Koordinaten einfließen. Die Zonenmethode ermöglicht die Berechnung der Druck- und Schubspannungsverteilung auf der Körperoberfläche und damit des Widerstandes als Funktion der Reynolds-Zahl. Die Rechnungen zeigten einen deutlichen Einfluß der Reynolds-Zahl auf den Widerstandsbeiwert. Dieser Einfluß resultiert nicht nur aus der Abhängigkeit des Reibungswiderstandes von der Reynolds-Zahl, sondern auch aus der Variation des Basisdruckes mit der Reynolds-Zahl. Die theoretischen Ergebnisse nach der Zonenmethode wurden mit Windkanalmessungen für die gleiche Konfiguration verglichen. Die Übereinstimmung zwischen gemessener und berechneter Druckverteilung war sehr gut. Auch der für den Widerstandsbeiwert maßgeblich verantwortliche Basisdruckbeiwert wurde vom Berechnungsverfahren gut wiedergegeben. Neben frei umströmten Körpern wurden auch Rotationskörper mit Heckstiel mit der Zonenmethode untersucht (systematische Änderung des Heckstieldurchmessers). Es wurde für einen vorgegebenen Rotationskörper eine obere Grenze des Heckstieldurchmessers bestimmt, bei der die aerodynamischen Kennzahlen nur im Rahmen einer zu erwartenden Meßtoleranz vom Fall "ohne Heckstiel" abweichen. Der Vergleich mit Messungen bestätigte die gute Qualität der theoretischen Ergebnisse bezüglich des Heckstieleinflusses.

8. DGLR-Fach-Symposium, Köln, 1992

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 8 Seiten

DGLR-Bericht, 1992, 1992-07, Strömungen mit Ablösung; S.231-238; 1992; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn

NA

aerodynamics

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1992