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Wake Evolution of High-Lift Configuration from Roll-Up to Vortex Decay

Misaka, Takashi und Holzäpfel, Frank und Gerz, Thomas (2013) Wake Evolution of High-Lift Configuration from Roll-Up to Vortex Decay. In: 51st AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition 2013 (2013-0362), Seiten 1-11. 51st AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 7.-10. Jan. 2013, Grapevine (Dallas/Ft. Worth Region), Texas, USA. doi: 10.2514/6.2013-362.

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Offizielle URL: http://www.aiaa.org

Kurzfassung

The development of aircraft’s wake in high-lift configuration is studied from the rollup until vortex decay. An aircraft model and the surrounding flow field obtained from high-fidelity Reynolds-averaged Navier-Stokes simulation are swept through a ground-fixed computational domain to initialize the wake. After the wake initialization, the large-eddy simulation (LES) of the vortical wake is performed until vortex decay. In this paper we consider an aircraft model in high-lift configuration where flaps and slats are deployed. In a few wingspan lengths downstream, the complex vorticity structures of the aircraft wake focus on co-rotating vortex pairs originated from wing- and flap-tips. Each co-rotating vortex pair merges at t∗= 0.25 and a common counter-rotating vortex pair is formed at around t∗= 1.0 entraining the turbulent wake into the vortex system. The rolled-up vortex has axial velocity in the vortex core whose magnitude is a half of the maximum tangential velocity. Behaviors of the formed vortex pair are similar to those of a typical vortex pair defined by a vortex model such as the Lamb-Oseen model. The descent speed of the vortices is slightly faster than that of the reference descent speed, i.e., w = 1.1w0. In addition it is confirmed that the ambient turbulence accelerates vortex linking and decay as in the case of a typical vortex pair. The overall behavior of wake vortices is not affected by the difference of mesh resolution considered here, except for vortex core radius.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/80839/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag, Paper)
Titel:Wake Evolution of High-Lift Configuration from Roll-Up to Vortex Decay
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Misaka, Takashimisaka (at) edge.ifs.tohoku.ac.jpNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holzäpfel, Frankfrank.holzaepfel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3182-1832NICHT SPEZIFIZIERT
Gerz, Thomasthomas.gerz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2013
Erschienen in:51st AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition 2013
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2013-362
Seitenbereich:Seiten 1-11
Name der Reihe:AIAA Paper
Status:veröffentlicht
Stichwörter:wake vortex, large eddy simulation, roll-up, decay, high-lift, data assimilation
Veranstaltungstitel:51st AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition
Veranstaltungsort:Grapevine (Dallas/Ft. Worth Region), Texas, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:7.-10. Jan. 2013
Veranstalter :American Institute of Aeronautics and Astronautics
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:L VU - Luftverkehr und Umwelt (alt)
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L VU - Luftverkehr und Umwelt
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Luftverkehr und Wetter (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Wolkenphysik und Verkehrsmeteorologie
Hinterlegt von: Holzäpfel, Dr. habil. Frank
Hinterlegt am:08 Feb 2013 16:42
Letzte Änderung:19 Jul 2023 14:55

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