Numerische Untersuchungen zur Nachlaufentwicklung am CRM Modell zur Vorbereitung von TR-PIV im ETW

Abstract

In Grenzbereichen der Flugenvelope von Verkehrsflugzeugen können am Tragflügel massive Strömungsablösungen auftreten. Durch die starke, inherente Instationarität abgelöster Strömungen und die Änderung des Abwindwinkels werden die Zuströmung und damit die aerodynamischen Eigenschaften des Leitwerks erheblich beeinflusst und es können strukturelle Eigenmoden angeregt werden. Untersuchungen zur Entwicklung der Nachlaufstrukturen und der Nachlaufspektren bis zum Leitwerk sind daher wichtig um die Flugzeugeigenschaften in diesem Flugregime zu verstehen und sind daher auch für die Luftfahrtindustrie von Interesse. Zeitauflösende numerische Verfahren, wie URANS, DES und LES, sind mangels verfügbarer detaillierter Windkanaldaten für diese Anwendungen noch nicht hinreichend validiert. Insbesondere fehlen zeitlich aufgelöste Strömungsfeldmessungen für abgelöste Nachläufe von kompletten Flugzeugkonfigurationen bei Flug-Reynolds- und Machzahlen. Im Rahmen der EU geförderten ESWIRP Initiative („European Strategic Wind Tunnels Improved Research Potential“) werden derartige Messungen am NASA Common Research Model (CRM) im Europäischen Kryo-Windkanal ETW durchgeführt. Die für Anfang 2014 vorgesehenen zeitaufgelösten PIV-Messungen wurden von einem internationalen Konsortium beantragt, werden derzeit vorbereitet, und nach Durchführung der Messungen wissenschaftlich verwertet. Neben der ONERA (Frankreich) als Projektleiter sind die Universität Stuttgart und das DLR (Deutschland), das TsAGI (Russland), ICAS und VZLU (Tschechien), das VKI (Belgien) und die Universität Cambridge (England) an dem Vorhaben beteiligt.