Untersuchung zum Potential höherwertiger Turbulenzmodelle für den aerodynamischen Entwurf

Franke, Martin

Untersuchung zum Potential höherwertiger Turbulenzmodelle für den aerodynamischen Entwurf

dc.contributor.advisor	Thiele, Frank	en
dc.contributor.author	Franke, Martin	en
dc.contributor.grantor	Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme	en
dc.date.accepted	2003-03-13
dc.date.accessioned	2015-11-20T15:37:51Z
dc.date.available	2003-04-23T12:00:00Z
dc.date.issued	2003-04-23
dc.date.submitted	2003-04-23
dc.description.abstract	Die Anforderungen an die Genauigkeit numerischer Strömungssimulationsverfahren im Flugzeugentwurf haben in den vergangenen Jahren signifikant zugenommen. Hierbei werden industrieseitig Verfahren gefordert, die in der Lage sind, dreidimensionale, reibungsbehaftete, turbulente Strömungen um aerodynamische Konfigurationen mit garantierter, d.h. zuverlässig einschätzbarer Genauigkeit zu berechnen. Hieraus ergibt sich zwangsläufig die Notwendigkeit einer angemessenen Darstellung turbulenter Effekte, die sich nicht auf anliegende Grenzschichten beschränkt, sondern auch in der Lage ist, Phänomene wie druckinduzierte Ablösung oder Stoß-Grenzschicht-Interaktion korrekt vorherzusagen. Um zu einer verbesserten Turbulenzdarstellung zu gelangen, sind im letzten Jahrzehnt Modelle entwickelt worden, die sich gegenüber den üblicherweise verwendeten Standardmodellen durch einen erweiterten Gültigkeitsbereich und mithin verbesserte Vorhersageeigenschaften auszeichnen. Hierbei sind insbesondere Ansätze von Interesse, die diese Aufgabe ohne schwerwiegende Defizite hinsichtlich Effizienz und Robustheit erfüllen. Aus diesem Grund empfehlen sich Modelle, die zwar weiterhin auf der linearen Boussinesq-Annahme beruhen, aber durch eine Parametrisierung der Koeffizienten der Stress-Strain-Beziehung und/oder der Transportgleichungen zu einer den Standardansätzen überlegenen Repräsentation turbulenter Effekte gelangen. In dieser Arbeit werden verschiedene höherwertige lineare Transportgleichungs-Turbulenzmodelle hinsichtlich ihrer Vorhersagefähigkeit in aerodynamischen Strömungen mit dem Ziel untersucht, diese Ansätze der aerodynamischen Anwendung zuzuführen sowie ihre Eignung für Problemstellungen zu evaluieren, die für den heutigen Flugzeugentwurf von Bedeutung sind. Zu diesem Zweck wurden sechs verschiedene Ein- und Zweigleichungsmodelle in einen bekannten aerodynamischen Strömungslöser implementiert. Nach einer eingehenden Validierung an Profilumströmungen werden dreidimensionale Fälle sowohl im Hochauftriebsbereich als auch im Reiseflug betrachtet, um zu Aussagen zu gelangen, inwiefern sich vorteilhafte Modellierungseigenschaften aus dem Zweidimensionalen erhalten. Die Effizienz der Ansätze wird anhand dieser Fälle ebenfalls quantifiziert. Aktuelle technische Anwendungsfälle runden das Bild ab. Die Untersuchungen zeigen, daß die Vorteile höherwertiger Turbulenzmodelle auch im Dreidimensionalen vorhanden sind, da sich die prinzipiellen Modelleigenschaften auch an komplexen Konfigurationen bewähren. Dies gilt sowohl für den Hochauftriebs- als auch für den Reiseflugbereich, allerdings sind quantitative Vorhersagen deutlich schwerer zu treffen als bei Profilumströmungen. Der Mehraufwand an Rechenzeit bleibt begrenzt, so daß ein Einsatz dieser höherwertigen Ansätze in der Praxis vorteilhaft ist. Es werden Empfehlungen für die geeignete Modellauswahl gegeben und noch offene Problemkreise angerissen.	de
dc.identifier.uri	urn:nbn:de:kobv:83-opus-6825
dc.identifier.uri	https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1078
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-781
dc.language	German	en
dc.language.iso	de	en
dc.rights.uri	http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/	en
dc.subject.ddc	600 Technik, Technologie	en
dc.subject.other	Aerodynamik	de
dc.subject.other	CFD	de
dc.subject.other	Hochauftrieb	de
dc.subject.other	Luftfahrttechnik	de
dc.subject.other	Reiseflug	de
dc.subject.other	Turbulenzmodellierung	de
dc.subject.other	Aerodynamics	en
dc.subject.other	Aeronautics	en
dc.subject.other	CFD	en
dc.subject.other	Cruise-flight conditions	en
dc.subject.other	High-lift flows	en
dc.subject.other	Turbulence modelling	en
dc.title	Untersuchung zum Potential höherwertiger Turbulenzmodelle für den aerodynamischen Entwurf	de
dc.title.translated	Study on the Potential of Advanced Turbulence Models for the Aerodynamic Design Process	en
dc.type	Doctoral Thesis	en
dc.type.version	publishedVersion	en
tub.accessrights.dnb	free	*
tub.affiliation	Fak. 5 Verkehrs- und Maschinensysteme	de
tub.affiliation.faculty	Fak. 5 Verkehrs- und Maschinensysteme	de
tub.identifier.opus3	682
tub.identifier.opus4	688
tub.publisher.universityorinstitution	Technische Universität Berlin	en

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