Validierung eines ingenieurgemaessen auf Euler/Grenzschichtrechnungen und der eN-Methode basierenden Transitionsvorhersageverfahrens fuer hypersonische Stroemungen.

Abstract

Es wird eine ingenieurgemaesse Vorgehensweise fuer die Transitionsvorhersage in hypersonischen Stroemungen validiert. Das Verfahren bedient sich vorhandener Grundstroemungs- und Stabilitaetsverfahren. Fuer die Berechnung der Grundstroemung wird ein Euler/Grenzschichtverfahren inklusive Grenzschichttheorie 2. Ordnung benutzt. Die Kopplung von Euler- und Grenzschichtverfahren erfolgt anhand der Methode der asymptotischen Entwicklung. Die Transitionsvorhersage wird mittels linearer, lokaler Stabilitaetstheorie und der e**n-Methode geleistet. Um die Vorgehensweise zu validieren, wird die Umstroemung einfacher Prinzipkonfigurationen bei super- und hypersonischer Anstroemung untersucht. Grundstroemungen, Stabilitaetsergebnisse und Transitionsvorhersage werden mit theoretischen und experimentellen Ergebnissen verschiedener Autoren verglichen. Weiterhin werden ausfuehrliche Sensitivitaetsstudien durchgefuehrt. Die Ergebnisse auf der Basis des Euler/Grenzschichtverfahrens stimmen gut mit solchen auf der Basis von Navier-Stokes Loesungen ueberein. Differenzen sind vor allen Dingen von der Verwendung unterschiedlicher Grundstroemungsloeser verursacht. Darueberhinaus erweist sich die Vorgehensweise als effizient bezueglich der notwendigen Computerressourcen.