Development of an small-disturbance Navier-Stokes method for aeroelastic problems

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In den vergangenen Jahren wurde am Lehrstuhl für Fluidmechanik der TU München, zur Strömungssimulation ein zeitlinearisiertes Euler-Verfahren für kleine Störungen auf der Basis eines nichtlinearen Euler-Verfahrens entwickelt. Dabei werden die Strömungsgrößen in einen stationären Grundanteil und einen instationären Störgrößenanteil aufgespalten und so bei instationären Problemen gegenüber einem nichtlinearen Euler-Verfahren Rechenzeitgewinne um einen Faktor 10 bei vergleichbarer Ergebnisqualität erzielt. Um der anwendungsrelevanten Forderung nach Berücksichtigung der Reibung Rechnung zu tragen, ist die Entwicklung eines Navier-StokesVerfahren bei kleinen Störungen geplant. Hierfür erfolgt die Aufspaltung der Strömungsgrößen in den stationären Grundanteil, den instationären Störgrößenanteil und einen turbulenten Fluktuationsterm. Somit entfällt weiterhin die jeweilige Neuberechnung des stationären Anteils der Strömung. Da für eine breite industrielle Anwendung höherwertiger numerischer Verfahren, beispielsweise in der Flugzeugentwicklung, bis heute die erforderlichen Rechenzeiten ein großes Hindernis darstellen, wird ein solch schnelles Verfahren den Forderungen der Industrie nach einem effizienten Werkzeug besonders in den Bereichen Aeroelastik und Vorentwurf gerecht.