Der Nachlauf eines realistischen Tragflügelmodells im erweiterten Nahfeld wird mit numerischen Simulationen untersucht. Die Analyse konzentriert sich auf die Interaktion des Triebwerksstrahls mit dem Flügelrandwirbel im erweiterten Nahfeld des Nachlaufes sowie dem Einfluss einer Finne auf den Nachlauf eines Tragflügels in Hochauftriebskonfiguration. Ein neuer Datenaustausch für Blockverbindungen mit hängende Knoten bei knotenzentrierten Flüssen wird entwickelt. Dieses neue Verfahren ermöglicht die GiU-verfeinerung und Gittervergröberung mit einem bestehenden Strömungslöser und dadurch die Simulation größerer Lösungsgebiete bei gleichbleibender Auflösung des Wirbels. In der vorliegenden Untersuchung werden Grobstruktursimulationen verwendet um den Nachlauf im erweiterten Nahfeld zu untersuchen. Die Dissertation analysiert zwei Mechanismen, welche die benötigte Zeit bis zum Einsetzen des plötzlichen Zerfalls der Wirbel verhindern können. Zuerst wird die Interaktion zwischen dem Triebwerksstrahl und dem Flügelrandwirbel im erweiterten Nahfeld für zwei unterschiedliche Positionen des Triebwerks untersucht. Dannach wird der Einfluß von zusätzlich montierten Finnen untersucht. Schließlich wird der Einfluß der Gitterauflösung auf die Triebwerksstrahl-Wirbelinteraktion untersucht. Es werden physikalische Gesichtspunkte des Einflusses der verwendeten Mechanismen auf den Flügelrandwirbel diskutiert. Der Nachlauf wird bezüglich der Größen des Wirbels, der Wirbeltrajektorie, dem Wachstum von Instabilitäten und des Wirbelmäandems analysiert.
The wake in the extended near field of a realistic wing model is investigated using numerical simulations. The analysis focuses on the interaction of the engine jet and the wing-tip vortex in the extended near field of the wake as weIl as the influence of a fin on the wake of a wing in high-lift configuration. A new data communication for hanging node block connections at vertex centered fluxes is developed. This new method enables with an existing flow solver the refinement and coarsening of the mesh and therefore the simulation of increasing domains of integration wrule the resolution at the vortex is maintüned. In the present study large-eddy simulations are applied to investigate the wake in the extended near field. In this thesis two mechanisms are analyzed that could reduce the required time for the onset of rapid vortex decay. First, the interaction of the engine jet and the wing-tip vortex in the extended near field is analyzed for two different engine positions. Next, the influence of an additionally mounted fin is studied. Finally, the influence of the mesh resolution on the jet-vortex interaction is investigated. Physical aspects of the influence of the used methods on the wing-tip vortex are discussed. The wake is analyzed with respect to vortex quantities, the vortex trajectory, the growth of instabilities, and vortex meandering.
Numerical simulation aircraft vortices
2009
140 Seiten, Bilder, Tabellen, 146 Quellen
Hochschulschrift
Englisch
Numerical simulation aircraft vortices
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