Zeitschrift für Hotel- und Unternehmensmanagement
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Abstrakt

Vergleich der linearen Wirbelgittermethode und der Panelmethode höherer Ordnung mit CFD- und Windkanaldaten

Tahura Shahid

Um die Anwendbarkeit und Wirksamkeit zweier unterschiedlicher Berechnungstechniken für induzierten Luftwiderstand zu bewerten, die auf der linearisierten, angehängten Potentialströmungstheorie basieren, wird ein generischer trapezförmiger Flügel analysiert. Diese beiden Techniken werden in der Wissenschaft und der Luft- und Raumfahrtindustrie umfassend eingesetzt und basieren auf der Wirbelgittermethode bzw. der Panelmethode höherer Ordnung. Eine erweiterte VLM-basierte Technik approximiert den dreidimensionalen Flügel und Rumpf in eine koplanare Geometrie. Darüber hinaus wird der analytisch berechnete Saugparameter als Eingabe verwendet, um dreidimensionale Vorderkantenschub- und Wirbelauftriebseffekte zu erfassen. Im Gegensatz dazu modelliert die Panelmethode höherer Ordnung die vollständige Geometrie. Sie variiert die Ausrichtung des Nachlaufs mit dem Anstellwinkel, um die Auswirkungen des Abwinds besser vorhersagen zu können. Beide Techniken beinhalten Kompressibilitätseffekte und eignen sich daher besser zur Analyse sowohl von Unterschall- als auch von Überschallregimen. Aufgrund ihrer weit verbreiteten Anwendung in der Konzeption und Optimierung der Flugzeuggeometrie werden diese beiden Methoden hinsichtlich Genauigkeit, Einrichtungszeit und Eingabesteuerbarkeit verglichen. Die Flügelgeometrie mit identischen Randbedingungen, Strömungsparametern und Anzahl von Panels oder Netzwerken wird mit beiden Techniken untersucht. Die so erhaltene Druckverteilung wird dann aufgezeichnet und die Ergebnisse werden mit Windkanal- und CFD-Daten verglichen. Dieser Vergleich ergibt die günstigste Strömungslösungstechnik, die  die reibungsfreie Aerodynamik genauer und effizienter vorhersagt.