Untersucht wurde die Strömung um elastische Tragflügel mittels direkter aeroelastischer Simulation. Durch die simultane und zeitlich konsistente Lösung der strömungsmechanischen und strukturdynamischen Differentialgleichungen im SOFIA-Verfahren (solid fluid interaction) eröffnet sich die Möglichkeit, nichtlineare Effekte im Detail zu erfassen. Die betrachteten Tragflügel besitzen eine große Spannweite, so dass die Beschreibung näherungsweise mit Hilfe eines Balkenmodells torionmöglich ist, wobei in der vorliegenden Arbeit ein quasi-eindimensionales Modell im Sinne eines verallgemeinerten Timoshenko-Balkens gewählt wurde. Das Modell ist mehrachsig formuliert, um die statische und dynamische, strukturbedingte Kopplung von Torsion und Biegung in zwei Ebenen zu erfassen. Sowohl Biegedrehträgheit als auch Scherdeformation werden berücksichtigt. Die strukturdynamischen Differentialgleichungen sind deshalb vom hyperbolischen Typ. Die Tragflügeldeformation wird mit einem Finite-Elemente-Verfahren berechnet. Die Zeitintegration erfolgt durch Lösen des Duhamelschen Integrals für das entkoppelte Gleichungssystem. Die Löser für die Aero- und Strukturdynamik werden in einer zentralen Zeitschleife gekoppelt, so dass ausgehend von einem Zeitniveau mit bekannter Lösung, die aktuelle aerodynamische Last für die Bestimmung der jeweils momentanen Geschwindigkeitsverteilung und Deformation des Flügels verwendet wird. Mit Kenntnis der Flügellage wird im folgenden das Gitter für die Strömungssimulation nachgezogen, auf dem danach das neue Strömungsfeld berechnet und die Lastverteilung für die neue Zeitebene bestimmt wird. Das Verfahren wurde bereits in einem Forschungsprojekt für Teilprojekte eingesetzt.
Numerische Aerostrukturdynamik von Tragflügeln großer Spannweite
2003
81 Seiten, Bilder, Tabellen, 63 Quellen
Theses
German
Numerische Aerostrukturdynamik von Tragflügeln großer Spannweite
TIBKAT | 2003
|Winggrid - Gleiche Flugleistungen bei halber Spannweite
Online Contents | 1999