Strukturelle Instabilität der transsonischen Strömung um ein aerodynamisches Profil

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Strukturelle Instabilität der transsonischen Strömung um ein aerodynamisches Profil

Kuzmin, A.G. / Ivanova, A.V.

Bei hohen Unterschall-Mach-Zahlen M_unendlich der Luftanströmung bildet sich um ein aerodynamisches Profil eine Zone mit Überschallgeschwindigkeit. Besitzt die Profilkrümmung ein Minimum im Bereich der Profilmitte, dann ist die Bildung von zwei und mehr Überschallzonen möglich, die an der Vorder- und Hinterkante des Profils anliegen. Festgestellt wurde die Existenz singulärer Mach-Zahlen M_S, bei deren Durchlaufen eine sprungförmige Änderung der Strömungsstruktur erfolgt: Entweder werden die Überschallbereiche vereinigt oder in Unterbereiche mit kleinerer Ausdehnung aufgespalten. Hierbei wird die Strömung in einem Kanal mit einer Nase untersucht, die das aerodynamische Profil beim Anstellwinkel Null simuliert. Untersucht wurde die Umströmung symmetrischer Profile durch eine unbegrenzte Strömung. Analysiert wurde die Verbindung der bei M_unendlich = M_S entstehenden strukturellen Instabilität mit einer Mehrdeutigkeit der stationären Strömung. In der vorliegenden Arbeit wird eine analoge Untersuchung der Umströmung zweier unsymmetrischer Profile, die von der NASA und von McDonnell Douglas vor zirka 30 Jahren entwickelt worden waren, sowie eines unsymmetrischen Modellprofiles durchgeführt, das durch eine einfache algebraische Formel beschrieben wird. Untersucht wurde die Abhängigkeit der Strömungsstruktur und des Auftriebsbeiwertes von der Anström-Mach-Zahl M_unendlich und vom Anstellwinkel alpha. Gefunden wurden Werte für M_unendlich und alpha, bei deren Durchlaufen die stationäre Umströmung instabil wird.