Zur Simulation interner und externer Strömungen werden die
Erhaltungsgleichungen für Masse,
Impuls und Energie auf
Hochleistungsrechnern gelöst. Die Entwicklung der
Algorithmen war Gegenstand verschiedener Forschungsprojekte am
Aerodynamischen Institut. Zur Zeit verfügt der Lehrstuhl über
eine Bibliothek verschiedener
Diskretisierungsschemata, Turbulenzmodelle und Lösungsalgorithmen.
Diese Programmbibliothek wird in Untersuchungen grundlegender
Strömungsphänomene wie Turbulenz, Wirbeldynamik in laminaren und
turbulenten Strömungen sowie Strömungsakustik eingesetzt. Für eine
detaillierte Analyse von turbulenten Strömungen, die nicht mehr mit der notwendigen
Genauigkeit auf Basis der Reynolds-gemittelten
Navier-Stokes Gleichungen (RANS) durchgeführt werden können, werden
Grobstruktursimulationen (LES) verwendet.
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LES der Strömung über eine Profilhinterkante
um den Hinterkantenlärm vorherzusagen.
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Ringförmige Wirbel innerhalb eines Zylinders eines
4-Takt-Motors.
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Die Kopplung von CFD Lösungen mit Computational Aeroacoustics (CAA)
Methoden zur Vorhersage von aerodynamisch erzeugtem Lärm ist ein
weiteres wichtiges Forschungsgebiet am Aerodynamischen
Institut. Dieser Ansatz wurde bereits erfolgreich z.B. zur Vorhersage
von Hinterkanten- und Freistrahllärm eingesetzt.
Die Ermittlung von aerodynamischen Beiwerten und Wärmelasten von
Raumflugkörpern gehört zu den Standardaufgaben des
Aerodynamischen Institutes. Durch die kontinuierliche Verbesserung
der numerischen Methoden können inzwischen viele Details der Tragflügelströmung,
einschließlich der Interaktion von
Triebwerksstrahlen mit den Randwirbeln des Flügels, mit
überzeugender Genauigkeit simuliert werden.
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Jet-Wirbel Wechselwirkung im Nachlauf eines Flugzeugflügels.
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Interaktion eines Nachlaufs eines bewegten
Zylinders mit einer Turbinenschaufel.
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CFD Lösungen spielen eine wichtige Rolle in vielen
Anwendungen, da die vollständige Information über das
Strömungsfeld innerhalb des Berechnungsgebietes zur Verfügung steht. Die
numerischen Simulationen müssen jedoch validiert werden, insbesondere
wenn komplexe oder neue Phänomene untersucht werden. Der Ansatz des
Aerodynamischen Institutes ist, die numerischen Simulationen i.a. durch
experimentelle Untersuchungen zu begleiten, so dass
eine gegenseitige Validierung möglich wird und eine
größtmögliche Zuverlässigkeit sowohl der numerischen als auch der
experimentellen Ergebnisse erreicht wird.
Last Update: 17:38:04 - 12.06.2009
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