Ziel dieser Arbeit war die numerische Untersuchung des Strömungsfeldes von Hinterkantenklappen und der sich dort ausbildenden signifikanten Wirbelstrukturen. Die Kenntnis dieser Wirbelstrukturen soll dazu dienen, das physikalische Verständnis zum Entstehen der bekanntlich in diesem Bereich starken Lärmquellen zu vertiefen. Die räumliche Diskretisierung eines Flügel-Klappen-Modells erfolgte durch Erstellung hybrider Netze mit dem Gittergenerator CENTAUR. Mit dem TAU-Code des DLR wurden die Navier-Stokes-Gleichungen auf Basis der Finiten-Volumen-Methode gelöst. Die stationären Strömungsberechnungen wurden mit dem Zweigleichungs-Turbulenzmodell von Menter durchgeführt. Mit den diesen Untersuchungen zugrunde liegenden Datenmengen wurden die Kapazitätsgrenzen des zur Verfügung stehenden Rechenclusters nahezu erreicht. Um festzustellen, ob die stationäre Strömungsberechnung für den hier untersuchten Anwendungsfall die Strömung und die relevanten turbulenten Mechanismen im zeitlich korrekten Mittel wiedergibt, wurden alle Konfigurationen alternativ auch stationär betrachtet. Die sich an einer stumpfen Klappenseitenkante ausbildende Wirbeltopologie wurde konkretisiert. Ausgehend von einer Fütterschicht auf der Druckseite der angestellten Klappe bildet sich am Klappenrand ein starker Primärwirbel, der zur Klappensaugseite wandert, wo ein Sekundärwirbel entsteht. Bei Erhöhung des Flügel-Anstellwinkels alpha bei gleich bleibender Klappenwinkelstellung zwischen Flügel und Klappe werden die Lagen von Primär- und Tertiärwirbel kaum verändert. Lediglich die Wirbelstärke (vorticity) aller Wirbel wird entsprechend erhöht. Bei Variation des Klappenwinkels beta relativ zum Flügel verändert sich die Wirbeltopologie, indem der Primärwirbel mit zunehmendem beta schneller zur Klappensaugseite wandert. Hierdurch bildet sich verstärkt ein Sekundärwirbel.


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    Titel :

    Numerische Untersuchung des Strömungsfeldes im Bereich der Klappenseitenkanten


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2011


    Format / Umfang :

    120 Seiten, Bilder, Tabellen, 85 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





    Numerische Untersuchung des reibungsbehafteten Strömungsfeldes um ein Rotationsellipsoid

    Menter, Florian / Institut für Experimentelle Strömungsmechanik, Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DFVLR), Göttingen | TIBKAT | 1989