Die vorliegende Arbeit beschreibt ein neu entwickeltes Viscous-Shock-Layer-Lösungsverfahren zur numerischen Berechnung von Hyperschallströmungen. Die Untersuchung aerothermodynamischer Lasten an Wiedereintrittsflugkörpern steht dabei im Vordergrund. Die Viscous-Shock-Layer-Gleichungen werden ausgehend von den Navier-Stokes-Gleichungen neu hergeleitet. Dabei zeigt eine konsequente Betrachtung der Größenordnungen, daß gegenüber allen bekannten dreidimensionalen Ansätzen zusätzliche Terme berücksichtigt werden müssen. Verdünnungseffekte werden durch die Entwicklung allgemeiner Gleitströmungsbeziehungen am Stoß und an der Körperoberfläche erfaßt. Testrechnungen für achsensymmetrische Strömungen, die Symmetrieebene des Space-Shuttle sowie dreidimensionale Körper zeigen gute Übereinstimmung mit vergleichbaren Ergebnissen und Flugmeßdaten. Die ausgeführten Rechnungen belegen, daß die thermische Strahlung der Körperoberfläche von Wiedereintrittsflugkörpern die Wandtemperaturen entscheidend beeinflussen. Dem Verfahren liegt das Stoffverhalten eines kalorisch idealen Gases zugrunde. Die Formulierung der Gleichungen und Algorithmen ist jedoch so allgemein gehalten, daß die geplante Erweiterung zur Berücksichtigung von Realgaseffekten leicht möglich ist. (Reihe 7. Strömungstechnik)
Die Berechnung dreidimensionaler Hyperschallströmungen mit Hilfe der Viscous-Shock-Layer-Gleichungen
Fortschrittberichte VDI ; Reihe 7 , Feb ; 1-137
1990
150 Seiten, 62 Bilder, 2 Tabellen, 59 Quellen
Report
German
DISSERTATION , NUMERISCHES VERFAHREN , HYPERSCHALL , DREIDIMENSIONALE STROEMUNG , HYPERSONISCHE STROEMUNG , AERODYNAMIK , WIEDEREINTRITT , FLUGKOERPER , NAVIER-STOKES-GLEICHUNG , RAUMFAEHRE , VERGLEICHSMESSUNG , FLUGVERHALTEN , OBERFLAECHENTEMPERATUR , STOFFEIGENSCHAFT , IDEALES GAS , REALES GAS , THERMODYNAMIK
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