Das Verhalten bodennaher Wirbel, wie sie bei der Landung von Flugzeugen zu beobachten sind, wird für reibungsbehaftete Strömung durch direkte numerische Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen für zwei durch eine Stromfunktion vorgegebene Wirbel ermittelt. Die Ergebnisse zeigen eine Abwärtsbewegung der Wirbelkerne zum Erdboden, über dem sich jeweils ein zweiter Wirbel mit entgegengesetzter Zirkulation bildet. Diese Sekundärwirbelbildung verdankt sich der viskositätsbedingten Luftzirkulation in der bodennahen Grenzschicht, während die Bahnkurve der Wirbelachse sowohl durch das Verschwinden der Vertikalkomponente der Strömungsgeschwindigkeit am Erdboden als auch durch die Grenzschicht beeinflußt wird. Die so entstandenen Wirbelpaare bewegen sich anschließend wieder aufwärts. Eine quer zur Flugrichtung verlaufende Luftströmung fördert die Bildung eines Sekundärwirbels bei dem stromabwärts liegenden Nachlaufwirbel und hemmt sie bei dem stromaufwärts liegenden Wirbel. Der minimale Abstand der Wirbel zum Erdboden ist abhängig von dem Geschwindigkeitsprofil in der Grenzschicht der Querströmung, dem Durchmesser des Wirbelkerns und seiner maximalen Tangentialgeschwindigkeit.
Behavior of wake vortices near ground
Verhalten von Nachlaufwirbeln über dem Erdboden
AIAA Journal ; 35 , 5 ; 849-855
1997
7 Seiten, 13 Bilder, 2 Tabellen, 33 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Wirbelkern , Bahnkurve , Navier-Stokes-Gleichung , numerische Integration , Erdboden , Luftströmung , Querströmung , Grenzschichtströmung , Geschwindigkeitsprofil , Viskosität , Wirbelsystem , Flugzeug , mathematisches Modell , Bewegungsablauf , Sekundärströmung , Zirkulation , Wirbelströmung , Rechnersimulation , Nachlaufströmung
Behavior of Wake Vortices Near Ground
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|Pressure Measurements of Wake Vortices near the Ground
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