Strömungsanalyse von Trägerraketen

05.01.2012

Düsen von modernen Trägerraketen sind große Strukturelemente, die instationären aero-thermischen Kräften ausgesetzt sind. Diese Kräfte sind das Ergebnis von instationären Wechselwirkungen (i) der Außenströmung der Trägerrakete, (ii) der internen Düsenströmung, und (iii) der Strukturdynamik. Die numerische Analyse dieses physikalischen Problems erfordert einen gekoppelten Fluid-Struktur-Löser mit modernen Turbulenzmodellen auf der Strömungsseite.

Ariane-5 Trägerrakete beim Start (mit freundlicher Genehmigung der ESA)






Numerische Detached-Eddy-Simulation (DES) der Umströmung der Ariane-5-Trägerrakete in der Aufstiegsphase;
Die vergrößerte Ansicht der Düse und der seitlichen Booster zeigt die zeitlich gemittelten Stromlinien und die dimensionslose Druckverteilung (im Feld und auf der Oberfläche).

Machzahlkontur und Stromlinien der internen und externen Strömung einer generischen Düse nach aerothermodynamischer Analyse

Zeitabhängige Verformung (mm) der Ariane-5-Düse mit einem gekoppelten Fluid-Struktur-Verfahren in Verbindung mit einem Detached-Eddy-Turbulenzmodell

 


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