Bereits in der frühen Entwicklungsphase neuer Transportflugzeuge ist es von entscheidender Bedeutung, die im Flug auftretenden aerodynamischen Lasten möglichst genau zu kennen, um einerseits Potentiale zur Gewichtsreduktion und damit verbunden zur Kraftstoff- und Emissionseinsparung zu heben und andererseits die Sicherheit in allen Flugphasen zu gewährleisten. Dies gilt insbesondere für die Flugbereichsgrenzen, an denen nur unzureichend erforschte und schwer vorhersagbare Strömungsphänomene, wie massive, instationäre Ablösungen auftreten. Eine besondere Herausforderung ergibt sich für Konfigurationen mit modernen Triebwerken mit hohem Nebenstromverhältnis (UHBR = Ultra-High Bypass Ratio), die bei hohen Fluggeschwindigkeiten zu starken instationären Wechselwirkungen (Buffet) auf der Flügelunterseite führen.
Vor diesem Hintergrund widmet sich die von der Universität Stuttgart koordinierte DFG Forschungsgruppe 2895 dem Ziel, mit Hilfe von synergetischen experimentellen und numerischen Untersuchungen an einer modernen Transportflugzeugkonfiguration ein besseres Verständnis der relevanten Phänomene und kritischen Wechselwirkungen im aerodynamischen Grenzbereich bei hoher Fluggeschwindigkeit zu gewinnen. Darüber hinaus sollen numerische Simulationsverfahren dahingehend weiterentwickelt und mit Hilfe von Messdaten validiert werden, dass künftige industrielle Entwurfsprozesse auf verlässliche und qualifizierte Berechnungswerkzeuge für diese Phänomene zurückgreifen können.
Das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik führt im Projekt hochgenaue experimentelle Vermessungen des Strömungsfeldes sowie instationärer Oberflächendaten an der Flugzeugkonfiguration XRF-1 im transsonischen Windkanal ETW (European Transonic Windtunnel) durch. Zudem entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler turbulenzauflösende Simulationsverfahren (hybride RANS/LES) für die instationären Phänomene und Lasten im Bereich der Aufhängung von UHBR-Triebwerken auf der Flügelunterseite weiter. Mit Hilfe dieser Methoden erarbeiten sie darüber hinaus ein grundlegendes Verständnis der relevanten Wechselwirkungen bei verschiedenen Flugzuständen, auch unter zusätzlicher Berücksichtigung des Triebwerkstrahls.
Projekt
FOR 2895 - DFG Forschungsgruppe 2895 "Erforschung instationärer Phänomene und Wechselwirkungen beim High-Speed Stall"
