G. Britten, J. Ballmann

In diesem Artikel wird die Weiterentwicklung des numerischen Verfahrens SOFIA zur Untersuchung von Strömungs-Struktur-Wechselwirkungen (solidl fluid interaction) an Tragflügeln und Rotoren mittels aeroelastischer Direktsimulation beschrieben. Das zu lösende System von partiellen Differentialgleichungen besteht aus einem aerodynamischen und einem strukturdynamischen Teil mit kinematischen und dynamischen Übergangsbedingungen auf der Flügeloberfläche. Im aerodynamischen Teil wird die instationäre, dreidimensionale Strömung mittels Eulergleichungen (Verfahren INFLEX) bzw. in der neueren Variante mittels Navier-Stokes-Gleichungen (Verfahren FLOWer) beschrieben. Die elastische Struktur wird in verallgemeinerter Timoshenko-Flügge Theorie modelliert, die sowohl eine statische als auch eine dynamische Kopplung der Biege- und Torsionsfreiheitsgrade aufweist. Die Deformation der Struktur wird von einem auf der Basis des Hamilton-Funktionals hergeleiteten Finite-Elemente-Verfahrens geliefert. Direktsimulation bedeutet, daß das Differentialgleichungssystem im Zeitbereich gekoppelt und simultan gelöst wird. Die erforderliche Anpassung des Rechengitters für die Strömung in jedem Zeitschritt geschieht optional durch algebraisches Nachführen oder elliptisch. Ausgehend von den aerodynamischen Lasten auf Tragflügel mit als starr angenommenen Konfigurationen werden aeroelastische Gleichgewichtskonfigurationen als asymptotische Endkonfiguration dynamischer Bewegungen berechnet und dynamische Antwortprobleme gelöst.

Aeroelastik-Tagung der DGLR; Göttingen 1998

Conference Paper

deutsch

14,8 x 21,0 cm, 8 Seiten

DGLR-Bericht, 1998, 1998-01, Aeroelastik-Tagung der DGLR - Tagungsband; S.90-97; 1998; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn

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1998