Objekt-Metadaten @ Digitale Bibliothek Braunschweig

Objekt-Metadaten

Improved Robustness for Numerical Simulation of Turbulent Flows around Civil Transport Aircraft at Flight Reynolds Numbers

Autor/en :

Fassbender, Jens K.

Mentor :

Prof. H. G. Matthies (Ph. D.)

Institut / Verlag :

Institut für Wissenschaftliches Rechnen

Fakultät :

01 - Mathematik und Informatik

Datum :

Verteidigt am :22.08.2003,Eingereicht am :22.06.2004

Freigeschaltet am :

08.09.2009

Dokumente :

Dataobject from DocPortal_document_00001579

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Sprache :

englisch

Kurzfassung :

Zielsetzung dieser Arbeit ist die Bereitstellung numerischer Verfahren, die eine robuste und effiziente Simulation turbulenter Strömungen für zivile Transportflugzeugskonfigurationen bei Flug-Reynolds-Zahlen ermöglichen. Diese Arbeit zeichnet sich dadurch aus, dass sie für die systematische Untersuchung der numerischen Behandlung von Turbulenz- gleichungen den Einsatz von Simulationsrechnungen und theoretischen Ansätzen kombiniert. Robustheitsprobleme, welche die Konvergenz von Simulationen bei hohen und bei Flug-Reynolds-Zahlen verhindern, konnten auf die Anwendung eines Mehrgitter-Verfahrens auf Transportgleichungsturbulenzmodelle zurückgeführt werden. Daher ist das Mehrgitter-Verfahren für die Turbulenzgleichungen abgeschaltet worden, während sein Einsatz für die RANS-Gleichungen nicht verändert wurde. Desweiteren ist ein voll implizites Zeitintegrationsverfahren – ein DDADI Ansatz – auf die Turbulenzgleichungen angewendet worden. Die Herleitung dieses Ansatzes basiert auf einer systematischen Untersuchung der numerischen Behandlung von Turbulenzgleichungen. Hierfür wurden zweidimensionale Simulationsrechnungen und Fourier- Analysen durchgeführt. Die Studie hat deutlich einen destabilisierenden Effekt produktiver (Turbulenz-)Quellterme gezeigt, der im Rahmen von Mehrgitter-Verfahren verstärkt wird. Abschließend wurden sowohl der originale FLOWer-Code als auch die verbesserte Variante auf zwei- und dreidimensionale industriell relevante Testfälle angewendet und die Ergebnisse verglichen. Der neue Ansatz liefert eine deutliche Steigerung der Robustheit, aufgrund derer viskose Simulationsrechnungen bei Flug-Reynolds-Zahlen konvergieren. Darüber hinaus ist die Konvergenz der aerodynamischen Koeffizienten für dreidimensionale Anwendungen deutlich beschleunigt worden.

Sachgebiet :

510 Mathematik

Typ :

Dissertation

Format :

Text/Dokument

URN:NBN :

urn:nbn:de:gbv:084-5790

Zitierfähige URL :

http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00001579