Verfahren zur Simulation der nichtlinearen Aerodynamik von Luftschiffkonfigurationen
A. Jakobi
VDI Fortschritt-Berichte, Reihe 7: Strömungstechnik, Nr. 490, ISBN 978-3-18-349007-3, 2007
Abstract:
Die Umströmung angestellter Luftschiffkonfigurationen ist sehr komplex und wird bestimmt durch dreidimensionale aerodynamische Effekte. Speziell in der Auslegung eines Luftschiffes ist die detaillierte Kenntnis dieser nichtlinearen Aerodynamik wichtig. In dieser Arbeit werden die relevanten strömungsphysikalischen Effekte beschrieben und es wird aufgezeigt, wie diese in den prösentierten Berechnungsverfahren berücksichtigt werden. Ausführlich beschrieben wird ein Panel-Grenzschichtverfahren, das die reibungsfreie Außenströmung in einem 3D-Panelverfahren berechnet und mit einem 3D-Integralverfahren für laminare oder turbulente Grenzschichten koppelt. Besonderheiten dieses Verfahren sind die Berechnung des Tensors der virtuellen Massen für beliebige Luftschiffe, Berücksichtigung der Verdrängung durch die Grenzschicht und die Simulation des Einflusses von Propellern. Detailliert wird die Modellierung freier Wirbelschichten im Rahmen der Potenzialtheorie beschrieben und die resultierenden Ergebnisse diskutiert. Hierzu wird ein neues Panel mit flächiger Wirbelverteilung hergeleitet.
