Numerische Simulation des Überziehens von Triebwerkseinläufen im Niedergeschwindigkeitsbereich mit Reynolds-Spannungsmodellen der Turbulenz

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Das Ziel des Projekts besteht in der Etablierung einer fundierten Berechnungsmethodik für die instationären Strömungsverläufe im Einlauf von Transportflugzeugen als Folge der Strömungsablösungen im überzogenen Flugzustand. Mit Hilfe der Ergebnisse systematischer Validierungsuntersuchungen sollen die relativen Fähigkeiten der instationären, Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen (URANS) mit Reynolds-Spannungsmodellen der Turbulenz (RSM) in Verbindung mit der Detached-Eddy Simulation (DES) bestimmt werden. Zum Erreichen dieser Zielsetzungen werden effiziente Implementierungen der Kombination von fortschrittlichen RSM und der DES benötigt, deren Potential zunächst für die Simulation von Profilen im überzogenen Flugzustand analysiert wird. Die Fähigkeiten zur Vorhersage des Einsetzens von Ablösungen und der Dynamik des Wirbelabwerfens an Triebwerksgondeln werden durch Vergleiche mit neuen experimentellen Daten einer Durchströmgondel analysiert und bewertet, wobei auch generische, dynamische Störungen in der Zuströmung des Einlaufs einbezogen werden. Zum ersten Mal soll mit Simulationen einer realistischen Triebwerksgondel unter atmosphärischen Störungen, die repräsentativ für die Verhältnisse auf einer Startbahn bei Seitenwind sind, die Wechselwirkungen zwischen dem Überziehen im Einlauf und entlang der Außenkontur der Gondel mit den Störungen der Zuströmung quantitativ bestimmt und analysiert werden.