Research project

Komplexe Vorgänge in turbulenten Strömungen können mit den in der heutigen Industriepraxis üblicherweise eingesetzten statistischen Turbulenzmodellen auf der Basis der Reynolds gemittelten Navier–Stokes–Gleichungen (RANS) nur ungenügend vorhergesagt werden. Dies gilt insbesondere bei Strömungsproblemen, bei denen Strömungsphänomene wie Ablösung, Transition oder großskalige Wirbelstrukturen auftreten. Dagegen ist man heutzutage durch die Entwicklung moderner numerischer Verfahren, die Formulierung geeigneter Feinstrukturmodelle sowie nicht zuletzt durch die effiziente Implementierung der Algorithmen auf Höchstleistungsrechnern in der Lage, mit Hilfe der Large–Eddy Simulation (LES) solche komplexen turbulenten Strömungen detailliert zu berechnen. Derartige Simulationen stellen somit einen hervorragenden Ausgangspunkt dar, strömungsphysikalische Vorgänge zu untersuchen und auf diese Weise zu einem besseren Verständnis turbulenter Strömungsphänomene beizutragen. Das Hauptinteresse dieses Projektes liegt in der Untersuchung abgelöster, turbulenter Strömungen. Hierfür ist die Umströmung von Tragflügeln jenseits des Hochauftriebs ein klassisches Beispiel aus der Aerodynamik. Da diese Problemstellung mit Hinblick auf dynamisch ablaufende Strömungsvorgänge noch weitgehend unerforscht ist, wurde sie einer eingehenden Untersuchung mittels LES unterzogen. Die Aktivitäten orientierten sich dabei stark an dem so genannten Prinzipexperiment ”COSTWING“ des DLR Göttingen. Gegenstand dieses Experiments ist die Umströmung eines auf einem NACA–4415 Profil basierenden ungepfeilten Tragflügels, der in einem Wind– bzw. Wasserkanal montiert ist. Verschiedene Reynolds–Zahlen und Anstellwinkel können dabei berücksichtigt werden.