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Bewegungsinduzierte instationäre Luftkräfte bei wirbeldominierter Strömung

Wiggen, Stefan (2016) Bewegungsinduzierte instationäre Luftkräfte bei wirbeldominierter Strömung. Dissertation. DLR-Forschungsbericht. DLR-FB-2016-50, 174 S.

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Abstract

An Flügeln mit mittleren bis hohen Pfeilungswinkeln entsteht bei höheren Anstellwinkeln wirbelbehaftete Strömung. Hierdurch wird zusätzlicher, nicht-linearer Auftrieb erzeugt. Die stationären und instationären aerodynamischen Lasten verändern sich signifikant, abhängig von der Variation von Parameter der Anströmung und des Modells z.B. dem Anstellwinkel. Mit einem Lambda-förmigen Flügel, welchem eine Nickschwingung aufgeprägt wurde, wurden im Transsonischen Windkanal Göttingen Messungen durchgeführt. Das Ziel war die Einflüsse und die Abhängigkeiten der instationären, aerodynamischen Lasten beim Auftreten wirbeldominierter Strömung für aeroelastische Zwecke zu untersuchen. Es wurden Drucksensoren, drucksensitive Farbe, Particle Image Velocimetry und ein optisches Deformationsmesssystem eingesetzt. Unterhalb der wirbeldominierten Strömung wiesen die instationären Druckantworten auf der Oberfläche hohe Beträge mit starker Nacheilung auf. Im Bereich ansteigenden Auftriebs, in Phase mit der Bewegung, geht Energie von der Strömung an die Bewegung über. Auf eine elastische Struktur hätte das einen destabilisierenden Einfluss. Auf Grund des charakteristischen Verlaufs von Wirbeln kann sich der Ort, an dem die Wirbelströmung beeinflusst wird, von dem Ort deutlich unterscheiden, an dem die hervorgerufenen Luftkräfte eine u.U. destabilisierende Wirkung haben. ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- At wings with moderate to high sweep angles, vortical flow is generated at higher angles of attack. This creates additional, non-linear lift. The steady and unsteady aerodynamic loads significantly vary depending on the variation of model and free-stream parameters e.g. the angle of attack. Measurements were performed in the Transonic Wind tunnel Göttingen with a pitching lambda wing to study the influences and dependencies of vortical flow on the unsteady aerodynamic loads for aeroelastic purposes. Pressure transducers, pressure sensitive paint, Particle Image Velocimetry and optical deformation measurement systems were applied. High magnitudes with large time lags of the surface pressure response are measured below the vortex dominated flow. In the areas of increasing lift, in phase with the motion, energy is transferred from the flow to the motion. On an elastic structure, this would have a destabilizing effect. Due to their particular character, the region where a vortex is generated and where it may destabilize the structure may strongly differ.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/107445/
Document Type:Monograph (DLR-Forschungsbericht, Dissertation)
Title:Bewegungsinduzierte instationäre Luftkräfte bei wirbeldominierter Strömung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Wiggen, Stefanstefan.wiggen (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:2016
Refereed publication:Yes
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:174
ISSN:1434-8454
Status:Published
Keywords:Lambda wing, pitching, transonic wind tunnel Goettingen, vortex dominated flow, unsteady aerodynamic loads, Lambda Flügel, Nickschwingung, Transsonischer Windkanal Göttingen, wirbeldominierte Strömung, instationäre aerodynamische Luftkräfte
Institution:Technische Universität Braunschweig
Department:Fakultät Maschinenbau
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:fixed-wing aircraft
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AR - Aircraft Research
DLR - Research theme (Project):L - Flight Physics
Location: Göttingen
Institutes and Institutions:Institute of Aeroelasticity > Aeroelastic Experiments
Deposited By: Wiggen, Stefan
Deposited On:08 Dec 2016 08:34
Last Modified:31 Jul 2019 20:04

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