A Chimera Simulation Method and Detached Eddy Simulation for Vortex-Airfoil Interactions

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit präsentiert, verifiziert und validiert eine numerische Simulationsmethode basierend auf einer überlappenden Gitter-(oder ''Chimera''-) Technik, die eine Simulation der Generierung und des Transports von realistischen Luftwirbeln gefolgt von einer anschließenden Wirbel-Tragflügel-Interaktion ermöglicht. Zusätzlich wird die Simulationsmethode in Verbindung mit Detached Eddy Simulation (DES) benutzt. DES ist hierbei ein populäres nichtzonales hybrides RANS/LES Turbulenzmodell, bei dem die anliegende Grenzschicht im RANS-Modus behandelt wird, wohingegen das Modell weiter entfernt von der Wand eines Festkörpers zu LES umschaltet. Es werden mehrere Testfälle variierender Komplexität präsentiert, wobei die Chimera-Technik, DES oder beide gemeinsam verwendet wurden. Alle Simulationen wurden im DLR TAU-Code durchgeführt, der ein Strömungslöser für kompressible Strömungen ist. Insgesamt wird gezeigt, dass die Simulationsmethode ein mächtiges und zuverlässiges numerisches Werkzeug darstellt, mit dessen Hilfe man das Überziehen von Flugzeugen aufgrund von Wirbel-Tragflügel-Interaktionen simulieren kann.