Forschung im HLRN-Verbund 2011

137Abbildung 1: 3D Wirbelstruktur infolge einer Strömungsablösung im Einlauf einer Triebwerksgondel. Links: Anstrichbildaus einem Windkanalexperiment, rechts: Ergebnis einer numerischen Simulation mit einemReynolds-Spannungsmodell, farblich dargestellt ist der Oberflächendruck.Strömungsablösungen zu simulieren, sind etwa 4Tage Rechenzeit auf 128 CPU-Kernen des HLRNerforderlich. Für eine aussagekräftige Beurteilungdes Verfahrens muss jedoch eine größere Anzahlsolcher Rechnungen für einen Bereich von Anstellwinkelnund unterschiedlichen Turbulenzmodellendurchgeführt werden.Mit den verwendeten Methoden konnten bereitsgute Simulationsergebnisse des Überziehensder Triebwerksgondel erzielt werden. Währendherkömmliche Vergleichsmodelle deutlich zu früheund zu große Bereiche mit abgelöster Strömungberechnen, zeigt das Reynolds-Spannungsmodelleine nur leicht verfrühte Ablösung, die sich zudemsehr ähnlich wie im Windkanalexperimentverhält. Dies ist beispielhaft in Abbildung 1 zu sehen:In dem links dargestellten Anstrichbild ausdem Experiment zeigt sich eine dreidimensionale,Eulenaugen-artige Wirbelstruktur, die in derrechts dargestellten Simulationsrechnung mit demReynolds-Spannungsmodell gut getroffen wird.Auch die Verteilungen des Oberflächendrucksstimmen bis auf einen kleinen Versatz im Anstellwinkelgut mit den Messungen überein [3].Im weiteren Projektverlauf wird das Berechnungsverfahrenso erweitert, dass ein Teil derturbulenten Schwankungen in der abgelöstenStrömung direkt aufgelöst werden kann. Dieseauch Detached-Eddy-Simulation (DES) genannteMethode erfordert ein nochmals feineres Rechennetzund erhöht damit den Berechnungsaufwanderheblich. Andererseits kann damit der zeitlicheCharakter der wirbelhaften Strömung im Triebwerkseinlaufwesentlich genauer erfasst werden.Mehr zum Thema1. Schwamborn, D., Gerhold, T., Heinrich, R.: TheDLR TAU-Code: recent applications in researchand industry. In: Wesseling, P., Onate, E., Periaux,J., (ed.). European conference on computationalfluid dynamics, ECCOMAS CFD, 2006.2. Probst, A., Radespiel, R.: Implementation andExtension of a Near-Wall Reynolds-Stress Modelfor Application to Aerodynamic Flows on UnstructuredMeshes. AIAA-2008-770, 2008.3. Probst, A., Schulze, S., Radespiel, R., Kähler,C.: Numerical and Experimental Investigation aof a Stalling Flow-Through Nacelle. In: Notes onNumerical Fluid Mechanics and MultidisciplinaryDesign, Vol. 112, 2010.FörderungDFG-Forschergruppe FOR 1066, Numerische Simulationdes Überziehens von TriebwerkseinläufenIngenieurwissenschaften