06 Fakultät Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie

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1991 - 19922

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Author: search.filters.author.Krämer, EwaldEnd date: 1999

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    ItemOpen Access
    Theoretische Untersuchungen der stationären Rotorblattumströmung mit Hilfe eines Euler-Verfahrens
    (1991) Krämer, Ewald
    Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung eines numerischen Verfahrens zur Berechnung der aerodynamischen Umströmung eines Hubschrauberrotorblattes auf der Basis der Eulerschen Bewegungsgleichungen. Besonderes Merkmal des Verfahrens ist die Tatsache, daß der von dem betrachteten Blatt generierte Nachlauf, der einen entscheidenden Einfluß auf die Strömungsverhältnisse vor dem nachfolgenden Blatt hat (Blatt-Nachlauf-lnterferenz), nicht durch ein Wirbelmodell vorgegeben, sondern als Teil der Lösung berechnet wird ("Wake-Capturing"). Bei dem verwendeten impliziten Lösungsalgorithmus handelt es sich um eine Finite-Volumen-Methode unter Verwendung eines Upwind-Schemas höherer Ordnung. Der Lösungsweg basiert auf der Charakteristikenmethode für hyperbolische Gleichungssysteme. Im Ergebnisteil der Arbeit werden die Resultate einer Reihe von Berechnungen für einen zweiblättrigen Modellrotor dargestellt und mit experimentellen Meßdaten sowie mit Ergebnissen anderer theoretischer Methoden verglichen. Daneben liegt ein Schwerpunkt der Arbeit auf der Darstellung des berechneten Nachlaufes in verschiedenen Referenzebenen zwischen den Rotorblättern sowie auf der Wiedergabe seiner zeitlichen Entwicklung (Anfahrvorgang).
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    ItemOpen Access
    An innovative algorithm to accurately solve the Euler equations for rotary wing flow
    (1992) Wagner, Siegfried; Krämer, Ewald
    Due to the ability of Euler methods to treat rotational, nonisentropic flows and also to correctly transport on the rotation embedded in the flow field it is possible to correctly represent the inflow conditions on the blade in the stationary hovering flight of a helicopter, which are significantly influenced by the tip vortices (blade-vortex interaction) of all blades. It is shown that also the very complex starting procedure of a helicopter rotor can be very well described by a simple Euler method that is to say without a wake model. The algorithm based on the procedure is part of category upwind schemes, in which the difference formation orientates to the actual, local flow state that is to say to the typical distrubance expansion direction. Hence, the artificial dissipation required for the numerical stability is included in a natural way adapted to the real flow state over the break-up error of the difference equation and has not to be included from outside. This makes the procedure robust. An implicit solution algorithm is used, where the invertation of the coefficient matrix is carried out by means of a Point-Gauss-Seidel relaxation.