Aerdynamik von Flugzeugen und Hubschraubern

Windkanalmodell der BLUECOPTER
Hubschrauberkonfiguration in der Messstrecke des Windkanals A.

Motivation und Zielsetzung

Die langfristig angelegten Forschungsarbeiten zielen auf die kontinuierliche Verbesserung der Strömungssimulationen und Analysemöglichkeiten im Kontext der Leistungssteigerung und Widerstandsreduzierung bei Flugzeugen und Hubschraubern ab. Spezielle Forschungsaktivitäten sind der verlässlichen Vorhersage zur Entstehung und Ausbildung von Strömungsablösungsphänomenen im Zusammenhang mit wirbeldominierter Strömung und Beeinflussung von Vorderkantenwirbelsystemen zugeordnet. Die Entwicklung einer neuen Klasse von Modellen reduzierter Ordnung für aeroelastische Analysen werden ebenfalls verfolgt. Maßnahmen zur Widerstandsreduzierung an Hubschrauberzellen, Rotorköpfen und Triebwerkseinlässen nutzen Entwicklungen zur aerodynamische Formoptimierung und Strömungskontrolle. Dabei findet eine Programmkette zur numerisch gestützten Formoptimierung Anwendung, welche auch für Propelleroptimierungen bei elektrisch angetriebenen Fluggeräten zum Einsatz kommt. Schließlich werden Arbeiten zur Fluid-Struktur-Interaktion von membranartigen Tragflächen zur Nutzung bei Windturbinenrotoren vorgenommen.

Vorgehensweise

Die Untersuchungen werden sowohl mittels Windkanaluntersuchungen als auch komplementären numerischen Simulationen ausgeführt. Die auf dem Gebiet der aeroelastischen Analysen eingesetzten, lehrstuhleigenen Berechnungsverfahren werden ständig weiter entwickelt mit dem Ziel, sowohl zeitgenaue, vollgekopplte Simulationen als auch die Anwendung von neuen, neuro-fuzzy basierten Modellen reduzierter Ordnung zu ermöglichen. Kommerzielle CFD Codes werden u.a. für Probleme der Strömungskontrolle und im Bereich der Hubschrauberaerodynamik verwendet, um instationäre Lastenanalysen und aeroakustische Bewertungen vorzunehmen.

Versuchsstand eines elasto-flexiblen Membranflügels, aufgebaut in
der Messstrecke des Windkanals A.