Die Arbeit zeigt Ergebnisse umfangreicher experimenteller Untersuchungen an Nachlaufwirbelsystemen, wie sie an großen Transportflugzeugen auftreten. Die Beeinflussung des Nachlaufwirbelsystems durch die Anfachung inhärenter Instabilitäten wird diskutiert. Es wird zum einen eine passive Maßnahme betrachtet, die aufgrund der konfigurativen Auslegung ein Vierwirbelsystem erzeugt, bei dem eine höhere Wachstumsrate der Instabilitäten vorliegt, die den Zerfall beschleunigt. Zum anderen wird eine aktive Maßnahme untersucht, die durch Erhöhung des Anfangsstörungsniveaus bzw. durch Einbringung von Störungen bei der Frequenz der zum Zerfall führenden Instabilität zu einer erhöhten Anregung führt. Die Ergebnisse werden basierend auf den gemessenen zeitabhängigen Geschwindigkeitskomponenten anhand von zeitlich gemittelten Geschwindigkeiten und Wirbelstärken, sowie Turbulenzintensitäten und spektralen Leistungsdichten analysiert und diskutiert. Die Nachlaufausbildung eines Vierwirbelsystems, mit gegensinnig drehenden, benachbarten Wirbeln, wird an einem generischen Modell untersucht. Der betrachtete Nachlaufbereich umfasst die Entwicklung vom Nahfeld bis zum Zerfall im Fernfeld. Die Versuchsparameter sind so gewählt, dass das vielversprechendste Vierwirbelsystem hinsichtlich eines beschleunigten Wirbelschleppenzerfalls entsteht. Ein bedeutender Abfall in den Spitzenwerten der Wirbelstärke ist während der Abwärtsbewegung der Wirbel erkennbar. Die Spektralanalyse der instationären Geschwindigkeiten zeigt eine deutliche Spitze in der spektralen Leistungsdichte, die die Anfachung der Instabilität, die stromab zu einem beschleunigten Zerfall der Wirbelschleppe innerhalb von 30 Spannweiten führt, belegt.
Beeinflussung des Nachlaufwirbelsystems von Transportflugzeugen
2009
169 Seiten, Bilder, Tabellen, 74 Quellen
Theses
German
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