Berechnungsmethoden in der Aerodynamik

Ziele der Vorlesung

Die Studierenden beherrschen Begriffe und Grundlagen der Aerodynamik. Auf der Basis der Bewegungsgleichungen für 3D Strömungen um Tragflügel von Flugzeugen kennen die Studierenden grundlegende Vereinfachungen und mathematisch/numerische Methoden zu ihrer Lösung. Sie können Aufgabestellungen der Tragflügelaerodynamik mit diesen Methoden rechnergestützt lösen und die Ergebnisse bewerten und präsentieren.

Vorlesungsinhalt

• Bilanzgleichungen für Gasströmungen und ihre differentielle Formen
• Grundbegriffe der Aerodynamik
• Grundlagen der Potentialtheorie
• Wirbelmodelle für Tragflügel
• Lösungsmethoden für Tragflügel mäßiger Streckung und für beliebige Grundrisse
• Berechnung von kompressiblen Unterschallströmungen
• Berechnungsmethoden für nichtlineare Bewegungsgleichungen
• Analyse von Modellgleichungen
• Berechnungskonzepte der Euler-Gleichungen

Übungen

• Aerodynamischer Entwurf von Tragflügeln großer Streckung
• Berechnung von Pfeilflügeln bei kompressibler Unterschallströmung
• Analytische Berechnung von kompressiblen Strömungen
• Numerische Berechnung von Modellgleichungen
• Numerische Berechnung von Profilumströmungen mit Verdichtungsstößen

Literatur

• Durst, F.: Grundlagen der Strömungsmechanik. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006
• Herwig, J.: Strömungsmechanik. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2002
• Blazek, J.: Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications. Second Edition, Elsevier Verlag, 2005
• Schlichting, H.; Truckenbrodt, E.: Aerodynamik des Flugzeuges, Bd I/II, 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2001
• Katz, J.; Plotkin, A.: Low-Speed Aerodynamics, Second Edition, Cambridge University Press, 2001
• Meier, H.-U. (Redaktion): Die Pfeilflügelentwicklung in Deutschland bis 1945. Bernard & Gräfe Verlag, 2006
• Oswalitsch, K.: Grundlagen der Gasdynamik. Springer-Verlag, 1976
• Anderson jr., J.D.: Modern Compressible Flow. Second Edition, McGraw-Hill, New York, 1990