Browsing by Author "Rist, Ulrich (Priv. Doz. Dr.-Ing.)"

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    Numerische Untersuchungen zur Transition in der laminaren Ablöseblase einer Tragflügelgrenzschicht
    (2002) Maucher, Ulrich; Rist, Ulrich (Priv. Doz. Dr.-Ing.)
    Die Vorgänge beim Grenzschichtumschlag in laminaren Ablöseblasen, lokalen Rückströmgebieten in der Grenzschicht, wie sie an Laminarprofilen von Segelflugzeugen oder Hochauftriebshilfen von Verkehrsflugzeugen auftreten können, werden mittels direkter numerischer Simulationen untersucht. Um den Besonderheiten von laminaren Ablöseblasen, insbesondere der starken Wechselwirkung der Grenzschicht mit der umgebenden Potentialströmung, Rechnung zu tragen, wurde ein leistungsfähiges Grenzschichtinteraktionsmodell durch die Erweiterung bestehender Modelle entwickelt und in das numerische Verfahren implementiert. Grundströmungsprofile mit starker Rückströmung sind sehr instabil gegenüber Störungen mit kleiner Amplitude und können zur zeitlichen Anfachung von Störwellen führen (absolute Instabilität). Dann entwickelt sich der Grenzschichtumschlag aus beliebigen Anfangsstörungen unabhängig von stromauf der Ablöseblase schon vorhandenen, in die Ablöseblase konvektierten Störwellen. Mit Hilfe der linearen Stabilitätstheorie (LST) werden zunächst die Rahmenbedingungen untersucht, unter denen Rückströmungsprofile absolut instabil werden, und in Stabilitätsdiagrammen zusammengestellt. In einer DNS wird erstmals gezeigt, dass in Ablöseblasen absolute Instabilität auftreten kann. In diesem Fall ergibt auch die Stabilitätsanalyse der entsprechenden Grundströmungsprofile mit der LST Anfachungsraten an der Grenze zu absoluter Instabilität und eine gute übereinstimmung der Störprofile mit der DNS. Trotz der Vernachlässigung der starken Nichtparallelität der Grenzschicht im Bereich der Ablöseblase in der LST sind die Abweichungen zwischen den tatsächlichen Anfachungsraten in der DNS und den LST-Ergebnissen klein und die LST ist ein zuverlässiges Werkzeug zur Vorhersage absoluter Instabilität in laminaren Ablöseblasen.