Untersuchungen zu komplexen 3D Grenzschichtablösungen an einem Höhenleitwerksmodell

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Rolf Radespiel
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2005 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 21602651

Die Leitwerke von Verkehrsflugzeugen dienen dem Zweck, die Lagestabilität und Steuerbarkeit über die gesamte Flugtrajektorie zu gewährleisten. Insbesondere bei Manövern im Langsamflug treten an ihnen hohe aerodynamische Belastungen auf. Da Strömungsablösungen zum Verlust der Steuerbarkeit führen können, ist für die Auslegung von Leitwerken die genaue Kenntnis des Hochauftriebs- und Überziehverhaltens unabdingbar. Windkanaluntersuchungen haben gezeigt, dass es unter bestimmten Bedingungen zu einem abrupten Strömungsabriss an der Vorderkante von Höhenleitwerken kommen kann, der mit bisherigen Auslegungsmethoden nicht sicher vorhergesagt wird. Als wahrscheinliche Ursache dieses sog. Leading-Edge-Stall Verhaltens wird das Aufplatzen einer im Bereich der Leitwerksvorderkante identifizierten laminaren Ablöseblase betrachtet. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen die Mechanismen, die zu dem beschriebenen Ablöseverhalten führen untersucht werden. Hierzu sollen Simulationen mit einem Navier-Stokes-Verfahren mit gekoppelter Transitionsvorhersage zur Berücksichtigung des laminar-turbulenten Umschlags durchgeführt werden. Des Weiteren sind detaillierte experimentelle Untersuchungen der laminaren Ablöseblase durch den Einsatz von Mikro- Particle-Image-Velocimetry geplant. Diese sollen weitere Erkenntnisse über das Aufplatzen der laminaren Ablöseblase liefern und zugleich der Validierung und Kalibrierung des numerischen Verfahrens dienen.

• DFG Programme: Research Grants