Aktive Strömungsbeeinflussung bei Konfigurationen mit Vorderkantenwirbeln

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Breitsamter
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 150836738

Die Strömung um Deltaflügelkonfigurationen zeichnet sich durch die Bildung großskaliger, dominanter Vorderkantenwirbel aus, die mit anliegenden und abgelösten, laminaren und turbulenten Scherschichten verbunden sind. Diese sind über einen weiten Skalenbereich instationär und weisen nichtlineare Wechselwirkung auf. Aus aerodynamischer Sicht ist die Beeinflussung charakteristischer Instabilitäten, einerseits in der sich zum Vorderkantenwirbel aufrollenden Scherschicht und andererseits bei dem zum Wirbelaufplatzen führenden Strömungszustand, von besonderem Interesse, da hiermit die Leistungsfähigkeit derartiger Konfigurationen und die Stabilität an Flugbereichsgrenzen deutlich gesteigert werden kann. Zur Strömungsbeeinflussung und der in einer möglichen zweiten Phase vorgesehenen Kontrolle sind zum einen periodische Oszillationen sektionaler, aktiver Klappenelemente und zum anderen periodisches Ausblasen mittels in der Vorderkante integrierter Aktuatoren vorgesehen. Die Anregefrequenzen sind auf die bekannten Frequenzen der Instabilitätsformen abgestimmt. Die Untersuchungen werden an einem generischen Deltaflügel durchgeführt, für den im Rahmen eines vorausgegangenen Forschungsprojekts (BR-1511/1) eine umfangreiche experimentelle und numerische Datenbasis vorliegt. Diese beinhaltet Fälle des teilweise entwickelten, voll entwickelten und aufgeplatzten Vorderkantenwirbels in Abhängigkeit geometrisch fixierter und freier Primärablösung sowie des Anstellwinkels. Insbesondere liegen Daten über die Grenzschichtentwicklung und Spektralverteilungen der turbulenten Schwankungsgrößen vor. Die Beeinflussung zielt sowohl auf die aerodynamische Leistungssteigerung und ein verbesserter Stabilitätsverhalten ab, als auch auf die Reduktion strukturdynamischer Belastungen durch Abminderung instationärer Luftkraftanteile im hohen Lastbereich.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen