Simulation transitioneller Moden über porösen Oberflächen mit Absaugkammern unter Einsatz instationärer Quellterme

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit werden Direkte Numerische Simulationen von Tollmien-Schlichting-Wellen über porösen Oberflächen mit darunterliegender Absaugkammer durchgeführt und deren Ergebnisse untersucht und bewertet. Einerseits werden die Poren des Absaugblechs diskret simuliert, andererseits werden zwei verschiedene Filter zur Modellierung der porösen Schicht verwendet. Die Ergebnisse beider Ansätze werden miteinander verglichen. Es zeigt sich, dass die Filter in der Lage sind, den Einfluss verschiedener Porengeometrien realitätsnah abzubilden. Der benötigte Rechenaufwand ist um ein Vielfaches geringer als bei der diskreten Auflösung der Poren, sodass sich die Verwendung der Filter für zukünftige weitere Untersuchungen anbietet. Auch die Wirkung einer Absaugung lässt sich auf diese Weise vorhersagen. Darüber hinaus wird ein Zusammenhang zwischen der akustischen Impedanz, der Stärke der Interaktion zwischen Grenzschicht und Kammer sowie der Wachstumsrate der TS-Wellen aufgezeigt. Neben einer knappen Zusammenfassung der benötigten theoretischen und numerischen Grundlagen werden Windkanalversuche mit Absaugoberflächen im DNW-NWB vorgestellt. Auf diese wird regelmäßig Bezug genommen. Die Simulationen sind an die Windkanalbedingungen angelehnt, um Vergleiche zu ermöglichen.