Strömungsphysikalische Modellbildung abgelöster turbulenter Strömungen mittels Large-Eddy Simulation

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Durch die Entwicklung moderner numerischer Verfahren, die Formulierung geeigneter Modelle sowie nicht zuletzt durch die effiziente Implementierung der Algorithmen auf Höchstleistungsrechnern ist man heute in der Lage, mit Hilfe der Large-Eddy Simulation (LES) komplexe turbulente Strömungen von ingenieurwissenschaftlichem Interesse zu berechnen. Derartige Simulationen bilden ein hervorragendes Werkzeug, die komplexen Vorgänge in turbulenten Strömungen besser zu verstehen und somit zur strömungsphysikalischen Modellbildung beizutragen. Dies ist genau das Ziel des vorliegenden Forschungsantrags. Mit dem bereits vielfältig valutierten und für Vektor-Parallelrechner hochgradig optimierten LES-Programm LESOCC sollen inkompressible turbulente Außenströmungen mit großen Ablösegebieten untersucht werden, die nicht durch die Geometrie (z.B. scharfe Kanten) bedingt sind. Hierzu wird zunächst die turbulente Strömung über eine ebene Platte mit aufgeprägtem positiven Druckgradienten berechnet, wobei es zur Ablösung der Grenzschicht kommt. Das Hauptinteresse liegt dann auf der Simulation und Analyse der turbulenten Strömung um einen hoch angestellten, ungepfeilten Tragflügel mit großräumiger Ablösung der turbulenten Grenzschicht. Besonders für derartige Strömungen mit großskalig instationärem Charakter ist die LES-Technik sehr gut geeignet. Durch die detaillierte Analyse der Dynamik der instationären Strömung, der Auswertung einzelner Strömungsgrößen und Korrelationen sowie der Detektierung von Strukturen im Strömungsfeld soll das physikalische Verständnis für derartig komplexe Strömungen verbessert werden.