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Promotion: Kurze Übersicht meiner Dissertation an der TU Darmstadt mit dem Titel:  2D Hochauftriebssystem im Windkanal -Messung und numerische Studie Die Arbeit wurde am 27.1.04 abgegeben und wird am 13.4.04 von mir verteidigt. |
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Kurzfassung: Es wird eine zweidimensionale Hochauftriebskonfiguration untersucht, wobei die verwendete Profilgeometrie bei 59% der Halbspannweite des Passagierflugzeuges Airbus A310 eingesetzt wird. Das Hochauftriebssystem besteht aus drei Elementen. Es werden die Konfigurationen für die Start- und Landestellung verwendet. Die Arbeit gliedert sich in einen meßtechnischen und einen numerischen Teil. Die meßtechnische Untersuchung wird im Windkanal der TU Darmstadt durchgeführt. Dabei wird ein rechteckiges Modell des Flügels zwischen Windkanalboden und der Decke des Windkanals eingespannt. Bei den Versuchen wird die Druckverteilung in der Symmetrieebene mit 162 Druckmeßbohrungen aufgenommen. Drei zusätzliche Ebenen mit Druckmeßbohrungen sind zur Erfassung von dreidimensionalen Effekten vorgesehen. Die Strömung um den Vorflügel wird mittels der PIV-Lasermeßtechnik visualisiert. Das instationäre Wirbelgebiet zwischen Vorflügel und Hauptelement wird durch eine Kopplung der PIV-Bilder mit 4 Heißfilmsignalen auf der Innenseite des Vorflügels zeitlich aufgelöst. Die Heißfilme nehmen die änderungen der Wandschubspannung (unkalibriert) mittels CTA-Meßtechnik auf. Mit der CTA-Meßtechnik werden auf dem Hauptelement mit einem verschiebbaren 16-Element-Heißfilm-Array die Frequenzspektren und die Transitionslagen aufgenommen. Die Geschwindigkeitsverteilung unmittelbar hinter dem Spalt zwischen Vorflügel und Hauptelement wird mit einer Parallel-Hitzdrahtsonde zusätzlich ermittelt. Das Frequenzspektrum an der Unterseite (dem sog. Strout) des Vorflügels zeigt eine geschwindigkeitsunabhängige Resonanzfrequenz, die durch die Lauflänge am Profil und die Schallgeschwindigkeit bestimmt wird. Die Strömung um das Hochauftriebssystem wird mit einem kompressiblen Navier-Stokes-Programm der Flugzeugindustrie berechnet und mit den Meßwerten verglichen. Es werden drei Fälle numerisch diskretisiert. Der erste Ansatz ist die zweidimensionale Berechnung des Profils in freier Anströmung. Der zweite Fall ist auch zweidimensional, aber diesmal mit der Erfassung der Wände der Windkanalmeßstrecke. Die aufwendigste Berechnung ist die dreidimensionale Diskretisierung des Profils in der Meßstrecke unter Einbeziehung der Wände der Meßstrecke. Die numerischen und experimentellen Ergebnisse zeigen neue Möglichkeiten der Validierung auf. Die numerische Simulationen der Windkanalmeßstrecke kann Unstimmigkeiten bei der Druck- und Geschwindigkeitsmessung aufdecken und diese beheben. So werden am Profil gemessene Geschwindigkeiten in einer beschleunigten Strömung mit der Anströmgeschwindigkeit vergleichbar. |
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