Steuerflächenwirksamkeiten in wirbeldominierter Umströmung von Nurflügel-Konfigurationen

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss von Hinterkantensteuerflächen auf die Umströmung sowie das globale aerodynamische Verhalten einer hoch gepfeilten Nurflügelkonfiguration mit variierendem Vorderkantenradius untersucht. Eine detaillierte Analyse der sich ausbildenden Strömungsphänomene in einem Anstellwinkelbereich von 0° bis 15° erfolgt anhand von Simulationen mit dem validierten RANS-Verfahren DLR-TAU und experimentellen Daten aus Windkanalmessungen im Niedergeschwindigkeitsbereich. Darüber hinaus werden Simulationen unter Anwendung des Panelverfahrens VSAERO durchgeführt und mit Ergebnissen aus den experimentellen sowie den oben genannten, hoch genauen numerischen Untersuchungen verglichen. Die vorliegende Arbeit hat zum einen das Ziel, ein Verständnis der entstehenden Strömungstopologie für eine ausreichend genaue Bewertung der Stabilitäts- und Steuerungswirkung des gewählten Steuerkonzeptes zu liefern. Zum anderen wird die Vorhersagefähigkeit von Steuerflächenwirksamkeiten durch numerische Verfahren unterschiedlicher physikalischer Modellierungsgenauigkeit bewertet. Die Ergebnisse liefern einen Beitrag für die Weiterentwicklung einer Gesamtentwurfssoftware zur verbesserten Vorhersagefähigkeit der aerodynamischen Leistungsfähigkeit von UAVs für den Bereich mittlerer bis hoher Anstellwinkel.