Ablösecharakteristik am Diamantflügel bei variabler Vorderkantenrauhigkeit

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Breitsamter
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278432771

An Flügelkonfigurationen mit moderater Vorderkantenpfeilung und runden Vorderkanten bilden sich im mittleren Anstellwinkelbereich Ablöseformen aus, bei denen sich die nachfolgende Wirbelbildung nur über einen Teilbereich der Vorderkante erstreckt. Zum Apex hin liegt anliegende Strömung vor. Die Ablösetopologie hängt insbesondere von der Reynoldszahl und der Rauhigkeit im Vorderkantenbereich ab, d.h. ob die Primärablösung mit einem laminaren, transitionellen oder turbulenten Grenzsichtzustand verknüpft ist bzw. eine turbulente Ablösung bei rauher Wand vorliegt. Ferner platzen infolge der mäßigen Vorderkantenpfeilung die teilentwickelten Wirbel schon nach relativ kurzer Lauflänge auf. Neben dem eigentlichen Vorderkantenwirbel (Hauptwirbel) kann noch eine weitere, über den Flügelinnenbereich verlaufende Ablöseform auftreten. Im Gegensatz zu den Fällen mit starken, vollentwickelten Vorderkantenwirbeln begründet die genaue Analyse der mit teilentwickelten Wirbeln verbundenen Strömungsformen und der hierbei bestimmenden Parameter noch erheblichen Forschungsbedarf. Die Zielsetzung dieses Projekts ist daher, unter Verwendung einer generischen Diamantflügelkonfiguration, die Entstehung und Entwicklung teilentwickelter Vorderkantenwirbel und korrespondierender Ablösungen in Abhängigkeit des Grenzschichtzustands und der Vorderkantenrauhigkeit mittels komplementärer Windkanalmessungen und numerischen Simulationen detailliert zu untersuchen. Daraus sollen Merkmale für die Wirbelstrukturen und für instationäre Charakteristiken abgeleitet werden. Ein weiteres Ziel besteht darin, den Einsatz von Navier-Stokes-Verfahren mit skalenadaptiver und skalenauflösender Turbulenzbehandlung auf die vorliegende Problemstellung im Hinblick auf die Ergebnisqualität zu bewerten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen