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FOR 2895:  Erforschung instationärer Phänomene und Wechselwirkungen beim High-Speed Stall

Fachliche Zuordnung Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung Förderung seit 2020
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406435057
 
Die Aerodynamik von Transportflugzeugen in Grenzbereichen der Flugenveloppe ist durch komplexe Wechselwirkungen und eine nichtlineare, instationäre Aerodynamik gekennzeichnet. Die dabei auftretenden physikalischen Mechanismen sind nicht vollständig verstanden und eine Vorhersage der aerodynamischen Eigenschaften, der instationären Lasten und des aeroelastischen Verhaltens stellt eine große Herausforderung dar und erfordert die Nutzung aufwändiger numerischer Modelle. Skalenauflösende Methoden sind für diese Anwendung kaum validiert und müssen zur Durchführung hoch aufgelöster Simulationen unter Berücksichtigung aller physikalischen Effekte erst noch für höhere Reynoldszahlen erweitert werden. Neben einem Mangel an hoch aufgelösten Strömungsfeldmessungen zur Studie der zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen existieren kaum wissenschaftlich nutzbare und hinreichend detaillierte Messungen an Komplettkonfigurationen für hohe, flugrelevante Reynoldszahlen. Die wesentlichen Ziele der Forschungsgruppe 2895 bestehen in der durchgreifenden Erforschung der offenen strömungsphysikalischen Fragen beim High-Speed Stall von Transportflugzeugen, der Erweiterung und Qualifizierung numerischer Methoden für diese Anwendung und der Modellierung der instationären Strömung und nichtlinearen Aerodynamik mit Modellen reduzierter Ordnung. Um eine Beschreibung der aerodynamischen Effekte für die Komplettkonfiguration zu ermöglichen müssen die lokalen physikalischen Mechanismen und Wechselwirkungen verstanden sein. Der Erkenntnisgewinn soll daher durch abgestimmte numerische und experimentelle Studien der physikalischen Mechanismen in Teilbereichen des Strömungsfeldes und Zusammenführung mit entsprechenden Untersuchungen an einer Komplettkonfiguration erzielt werden. Die in sieben Teilprojekten organisierte Forschungsgruppe führt dazu Detailstudien zum Buffet auf der Tragflügeloberseite, der Entwicklung des abgelösten Nachlaufs und dessen Wechselwirkung mit dem Leitwerk durch. Diese Studien sollen an der Airbus XRF-1 Transportflugzeug-Konfiguration erfolgen, in die zur Untersuchung von Triebwerkseinflüssen und zur Studie lokaler Wechselwirkungen eine Ultra High Bypass Durchflussgondel integriert wird. Um Messungen bis hin zu flugrelevanten Reynoldszahlen zu ermöglichen sollen die Experimente mit Finanzierung durch die HGF und das DLR im Kryo-Windkanal ETW erfolgen. Die generierte numerische und experimentelle Datenbasis wird neben der Durchführung von Strömungsphysik-Studien zur Modellierung und Ableitung von Methoden reduzierter Ordnung genutzt. Die grundlegenden Strömungsphänomene werden von der FOR 2895 darüber hinaus numerisch und experimentell an einer generischen Tandemflügel-Konfiguration bei reduzierter Reynoldszahl studiert, die in Relation zu den relevanten Skalen der Grenzschichten räumlich höher aufgelöste Messungen ermöglicht.
DFG-Verfahren Forschungsgruppen
Internationaler Bezug Frankreich, Großbritannien, USA

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