Die Strömungen beim Wiedereintritt von Raumfluggeräten in die Erdatmosphäre und bei Hyperschallflugzeugen sind durch einen Verdichtungsstoß charakterisiert, der den Körper umgibt und über den sich alle Zustandsgrößen sprunghaft ändern. Das führt vor allem zu hohen Oberfächentemperaturen und chemischen Reaktionen. Bedingt durch die dabei auftretenden chemisch-physikalischen Vorgänge erfordert die numerische Simulation dieser Strömungen eine an den jeweiligen Trajektorienpunkt angepaßte Modellbildung. Am Institut für Strömungsmechanik der DLR in Göttingen wurde dazu das Simulationsverfahren NSHYP entwickelt. Es beruht auf der Lösung der zeitabhängigen Navier-Stokes-Gleichungen für dreidimensionale Strömungsfelder. Der modulare Aufbau erlaubt die Verwendung von verschiedenen algebraischen oder Mehrgleichungs-Turbulenzmodellen. Durch den Einsatz von leistungsfähigen Vektorrechnern (z.B. NECSX3/14R) kann das Verfahren auch zur Erprobung und Weiterentwicklung von Modellen zur Simulation physiko-chemischer Reaktionen in Strömungen genutzt werden, was sonst mit einem drastischen Anstieg des Rechenaufwandes verbunden ist. Die Anwendung des Verfahrens wird anhand von Windkanaluntersuchungen (Hochenthalpiewindkanal HEG) zur Bestimmung der Hochtemperatureffekte und zur Untersuchung von Turbulenzen bei Raumtransportsystemen mit luftatmendem Antrieb demonstriert.
Numerische Simulation von Hyperschallströmungen mit Hochleistungsrechnern. Simulation wird zum festen Bestandteil im Entwicklungsprozeß
Numerically simulation of hypersonic flow by high performace computer. Simulation becomes a permanent component in development processes
DLR-Nachrichten ; 76 ; 29-37
1994
7 Seiten, 12 Bilder
Article (Journal)
German
hypersonische Strömung , Aerodynamik , Raumflugzeug , Wiedereintritt , Schubstrahlflugzeug , Hyperschallgeschwindigkeit , Strömungsvorgang , Rechnersimulation , numerisches Verfahren , Simulationsmodell , Hochtemperaturverhalten , Turbulenz , Windkanal , Supercomputer , Navier-Stokes-Gleichung , dreidimensionale Strömung
Simulation im Entwicklungsprozess
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