(Computational Aerodynamics)

• Apl.-Prof. Dr.-Ing. S. Jakirlic
• LV-Nr.: 16-11-5091, V3, Freitag 09.50 Uhr
  Raum: L1|01/K562, Beginn: 15.04.2011

ZIEL:

Das Erlernen und die praktische Anwendung von numerischen Methoden zur Erfassung der Physik der (kompressiblen, turbulenten) Umströmung von Konfigurationen aus der Flugzeugaerodynamik. Die Vorlesung stellt eine Kombination zwischen der theoretischen Einführung und der (selbst durchzuführenden) konkreten Berechnungen von geeigneten Strömungsfällen dar. Dabei wird besondere Aufmerksamkeit der theoretischen Grundlage der zu lösenden Erhaltungsgleichungen (bzw. der damit beschriebenen Physik) sowie deren numerischen Behandlung geschenkt (folge dem roten Faden).

• Übersicht der Grundgleichungen: allgemeine Form der Transportgleichung für eine beliebige Variable F
  Towards the generic transport equation (physical space)
• Übersicht numerischer Berechnungsverfahren: räumliche und zeitliche Diskretisierung
  Towards the discretized form of the generic transport equation (computational space)
• Berechnungsbeispiele (Erlernen der Physik der strömungsmechanischen und turbulenten Vorgänge):
  Towards the numerical implementation of the discretized form of the generic transport equation

ZU BEARBEITENDE THEMEN:

Übersicht numerischer Berechnungsverfahren (Panelmethoden; Grenzschichtverfahren; Eulerverfahren; Navier-Stokes'sches Verfahren); Diskretisierungsmethoden (u.A. für komplexe und irreguläre Geometrien); Behandlung der Kompressibilität (künstliche Kompressibilität, Druck-Geschwindigkeit-Dichtekopplung); Behandlung von Verdichtungsstößen (Total Variation Diminishing – Differenzverfahren); Randbedingungen (u.A. Druckrandbedingung, totale Zustandsbedingungen, supersonic outflow); Transitionsbehandlung; Turbulenzerfassung (u.A. statistische Turbulenzmodelle); Behandlung der wandnahen Gebiete bzw. Grenzschichten (Modellierung + exakte Behandlung).

BERECHNUNGSBEISPIELE:

entlang der Tragflügeloberfläche verlaufende Grenzschichtströmungen (Strömungsbeschleunigung/Relaminarisierung und Strömungsverzögerung/Ablösung); transonische (Übergang vom Unterschall zu Überschall) Umströmung von Tragflügeln sowie kompletten Flugzeugkonfigurationen. Die Berechnungen werden mit einem in-house Code sowie einem kommerziellen (SWIFT, AVL List GmbH) Programm durchgeführt (siehe Illustrationen in den nächsten Folien).

• Vorlesungsinhalt, Einleitung