Simulation der Wechselwirkung von Flugzeug und Böe mit dem DLR TAU-Code

Kurzfassung

Um die auf ein Flugzeug wirkenden Lasten bei einer Böen-Interaktion vorhersagen zu können, sind im DLR Tau-Code zwei Methoden zur Modellierung von Böen implementiert worden. Zum einen handelt es sich dabei um den sogenannten Störgeschwindigkeitsansatz, bei dem die Böe nicht aufgelöst wird, sondern über Störgeschwindigkeiten in der Flussbilanzierung Berücksichtigung findet. Dieser Ansatz ermöglicht eine effiziente Simulation der Böen-Interaktion, ist aber nicht dazu in der Lage, die Rückwirkung der Flugzeugaerodynamik auf die Böe zu berücksichtigen. Zum anderen ist ein "hochgenauer" Ansatz implementiert worden, bei dem die Böe über eine instationäre Randbedingung in das Strömungsfeld eingefüttert wird. Dieser Ansatz ermöglicht die Berücksichtigung der Wechselwirkung von Böe und Flugzeug in beide Richtungen. Im Vortrag werden beide Ansätze systematische miteinander verglichen. Ein wesentliches Ergebnis ist, dass der Störgeschwindigkeitsanatz bis zu einem Verhältnis der Böen-Wellenlänge zur Bezugsflügeltiefe von zwei eine gute Übereinstimmung mit dem hochgenauen Verfahren liefert. Die Anwendung des Sörgeschwindigkeitsanatzes wird an einer industriellen Reiseflug-Konfiguration (A340-AWIATOR) demonstriert.