CFD-Simulation zur Untersuchung von Interferenzen an einem Rotorteststand

Kurzfassung

Inhalt dieser Diplomarbeit ist die aerodynamische Analyse eines Teststandes an dem skalierte Modelle von Hubschrauberrotoren untersucht werden sollen. Hierzu wurde ein numerisches Modell für den RANS-Strömungslöser TAU erstellt. Der Versuchsaufbau besteht aus einer Düse, in deren Freistrahl ein Rotor installiert ist, dessen Achse parallel zur Anströmung ausgerichtet ist. Die Untersuchungen konzentrierten sich hauptsächlich auf Interferenzen von Düsenfreistrahl und Rotorströmung sowie den versperrenden Einfluss des Teststands an dem der Rotor installiert ist. Das Rotormodell wurde hierzu zunächst von der Düse, bzw. dem Teststand isoliert betrachtet, um anschließend im Vergleich mit dem Gesamtaufbau die jeweiligen Einflüsse zu bestimmen. Es zeigte sich, dass die angesaugte Düsenscherschicht mit zunehmender Rotorleistung deutlich stärkere Störeinflüsse verursacht, während die Rückstauung durch den Teststand an Bedeutung verliert. Abstract: The subject of this thesis is an aerodynamic analysis of a test facility for the research on scaled helicopter rotors. For this purpose, a numerical model was created for the RANS-flow-solver TAU. The test facility is composed of a rotor, which is installed in the free jet of a nozzle with its axis parallel to the incoming flow. The main focus of the research is on the interference effects of the free jet of the nozzle and the rotor flow, as well as the blocking influence of the test bench itself. For this purpose, the rotor model was isolated from the nozzle and respectively from the test bench, to determine the influences in comparison to the full test configuration. As a result it became evident that the disturbance effects from the aspirated shear flow of the nozzle strongly grow with increasing rotor power, whereas the blockade of the test bench becomes less important.