Das instationäre Strömungsfeld an Tragflügeln (NACA 0015) mit periodisch veränderlichem Nickwinkel wird mit der zeitlich gemittelten zweidimensionalen Navier-Stokes-Gleichung für kompressible Strömungen unter Verwendung eines körperangepaßten Gitternetzes mit dem TURNS-Programmcode (Transonic Unsteady Rotor Navier-Stokes, siehe Srinivasan, G.R., Baeder, J.D., Obayashi, S. und McCroskey, W.J., 'Flowfield of a Lifting Rotor in Hover: A Navier-Stokes Simulation', AIAA Journal, Bd. 30, Nr. 10, 1992, S. 2371-2378) berechnet. Untersuchungsziel ist der Vergleich der folgenden drei Turbulenzmodelle mit experimentellen Ergebnissen: 1) das Baldwin-Lomax-Modell (B-L-Modell, siehe Baldwin, B.S. und Lomax, H., 'Thin Layer Approximation and Algebraic Model for Separated Turbulent Flows', AIAA Paper 78-257, Jan. 1978), 2) das Spalart-Allmaras-Modell (S-A-Modell, siehe Spalart, P.R. und Allmaras, S.R., 'A One-Equation Turbulence Model for Aerodynamic Flows', AIAA Paper 92-0439, Jan. 1992), 3) das k-epsilon-Modell (siehe Jones, W.P. und Launder, B.E., 'The Prediction of Laminarization with a Two-Equation Turbulence Model', International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 15, Feb. 1972, S. 301-314). Bei allen Modellen verlaufen die Beiwerte für das Nickmoment, den Strömugnswiderstand und den Auftrieb in Form einer Hysterese. Im Fall anliegender (kleiner mittlerer Anstellwinkel) Strömung zeigt das B-L-Modell die beste Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen, während es bei Strömungsablösung (großer mittlerer Anstellwinkel) mehr von den Versuchsergebnissen abweicht als die beiden anderen Modelle. Das Softwarewerkzeug UFAT (Lane, D.A., 'Ufat - A Particle Tracer for Time-Dependent Flow Fields', Proceedings of Visualization '94 (Washington, DC), IEEE Computer Society, 1994, S. 257-264) ermöglicht die Visualisierung des Strömungsfeldes durch Berechnung Bahnen im Vorderkantenbereich des Profils austretender Partikel. Der Vergleich mit der Verteilung der Wirbelstärke zeigt, daß diese in der Nähe der Profiloberfläche am größten ist, während sie in den großen abgelösten Wirbeln relativ gering ist.
Computations of unsteady separating flows over an oscillating airfoil
Berechnung der instationären Strömungsablösung an schwingenden Tragflügeln
AIAA Journal ; 35 , 7 ; 1235-1238
1997
4 Seiten, 4 Bilder, 10 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Tragflügelumströmung , periodische Bewegung , Neigung (Winkel) , Abreißen der Strömung , Grenzschichtablösung , Wirbelablösung , Navier-Stokes-Gleichung , numerisches Verfahren , Gitternetz , Turbulenz , mathematisches Modell , mechanische Hysterese , Auftriebsbeiwert , Widerstandsbeiwert , Drehmoment , sichtbare Strömung , Partikelströmung , Bahnkurve , Wirbelstärke , instationäre Strömung , kompressible Strömung
Computations of Unsteady Separating Flows over an Oscillating Airfoil (TN)
Online Contents | 1997
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