Numerische Simulation zur Wechselwirkung der Atmosphäre mit der Tragflügelumströmung

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Das Projekt hat zum Ziel, realistische atmosphärische Strukturen in numerische Simulationen von Tragflügelumströmungen zu integrieren. In der ersten Antragsphase werden anhand einer vorhandenen Datenbank aus Helipod-Messungen die Eigenschaften verschiedener atmosphärischer Strömungen analysiert und dreidimensionale Felder generiert. Diese realistische, atmosphärische Strömung wird in ein leistungsfähiges und bereits erprobtes numerisches Modell eingebracht. Dabei werden Large Eddy (LES) und Detached Eddy (DES) Simulationen verwendet und ein bereits vorhandenes Modell (TAU Code) der Aufgabe angepasst. Mit der Chimera-Methode werden zwei Modellgebiete unterschiedlicher Ausdehnung und Auflösung zusammengeführt, so dass die relativ großen, atmosphärischen Wirbel auf das Flügelsegment wirken können. Erstmalig wird so der Einfluss einer realistischen Strömung auf ein Flügelsegment in numerischen Versuchsreihen untersucht. Dabei werden bislang unberücksichtigte, instationäre Verläufe der Kraftbeiwerte unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen quantifiziert. Dies beinhaltet die instationäre und heterogene An- und Umströmung des Segments. Außerdem werden die thermische Schichtung der Atmosphäre, starke Scherung und konvektive Ereignisse wie Böen berücksichtigt. Als Zustand von besonderer Wichtigkeit ist das Überziehen (Stall) in geringer Höhe und geringer Geschwindigkeit, nahe liegend im Landeanflug, zu betrachten.