Der Ringflügel stellt eine geometrisch einfache Konfiguration hoher Symmetrie dar. In dieser Arbeit wird die stationäre und instationäre Umströmung eines profilierten Ringflügels in transsonischer Strömung untersucht. Hierfür wird ein Windkanal-Modell gebaut und mit instationären Druck- und Beschleunigungssensoren ausgerüstet. Im Transsonischen Windkanal Göttingen werden unter erzwungenen harmonischen Nickschwingungen lokale Druckverteilungen in zwei Schnitten gemessen. Mittels einer piezoelektrischen Waage werden zusätzlich die globalen am Ringflügel angreifenden Kräfte gemessen. Es werden Einflüsse der Kompressibilität der Strömung und der Schwingungsfrequenz auf die lokale Umströmung und deren Einfluss auf die instationären Beiwerte von Auftrieb und Nickmoment des Ringflügels betrachtet. Aus diesen und der Berechnung des lokalen Arbeitskoeffizienten sollen Rückschlüsse auf die aeroelastische Stabilität gezogen werden. Es fällt auf, dass die Auftriebspolaren verglichen mit 2d-Flügelprofilen über einen größeren Anstellwinkelbereich linear verlaufen, wobei die Steigung der Polaren die Hälfte derjenigen eines Tragflügels endlicher Streckung beträgt. Mit dem Auftreten der ersten Stöße in der stationären Umströmung, treten starke lokale Effekte auf, die sich aufgrund der Symmetrie des Ringflügels global jedoch völlig aufheben. Instationär zeigt sich eine starke Abhängigkeit der globalen Beiwerte von der reduzierten Frequenz und eine Auffächerung nach der Machzahl. Die am Ringflügel verrichtete Arbeit ist durchweg negativ, d.h. als freischwingendes System würden seine Bewegungen gedämpft werden. Der Ringflügel scheint aufgrund seiner doppelten Symmetrie in weiten Bereichen ein besonders einfaches und stabiles aerodynamisches System darzustellen. Es zeigen sich jedoch besonders im transsonischen Bereich auch global auffällige Effekte in seiner Umströmung.

    An annular wing is a simple geometrical configuration of high symmetry. In this work, the steady and unsteady flow around a profiled annular wing is investigated in transonic flow. For this, a wind-tunnel model was built and equipped with unsteady pressure sensors and accelerometers. In the Transonic Wind Tunnel Goettingen local pressure distributions in two sections are measured under forced harmonic pitching oscillations. By means of a piezoelectric balance also global forces acting on the annular wing are measured. The influence of the compressibility and the oscillation frequency on the local flow and their influence on the unsteady coefficients of lift and pitching moment are examined. From these and from the calculation of the local work coefficient conclusions regarding the aeroelastic stability can be drawn. It is noticeable that the lift polars are linear over a larger range of angles of attack than 2d wing airfoils. The slope of the polar is half that of a wing of finite aspect ratio. With the first onset of shocks in the stationary flow, strong local effects occur which globally cancel completely due to the symmetry of the annular wing. Unsteady lift and moment coefficients show a strong dependency on the reduced frequency and dispersion on the Mach number. The work coefficient of the annular wing is always negative, and as a free-swinging system its movements would be dampened. Due to its double symmetry the annular wing is a particularly simple and stable aerodynamic system over a wide range of flow conditions. Particularly in the transonic regime, the annular wing generates global effects on the flow field.


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    Title :

    Untersuchung der Druckverteilungen eines schwingenden Ringflügels in transsonischer Strömung


    Additional title:

    Investigation of the pressure distribution of an oscillating annular wing in transonic flow


    Contributors:
    Mai, Holger (author)


    Publication date :

    2011


    Size :

    117 Seiten, 59 Bilder, 11 Tabellen, 55 Quellen



    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German