Der Strömungslärm bei Start und Landung kann durch den Einsatz poröser Materialien in vielen Fällen günstig beeinflusst werden. Dagegen haben (passive) Porosität und Rauigkeit der Oberfläche meistens einen nachteiligen Einfluss auf die Grenzschichten und auf den Auftrieb von Tragflügeln. Damit ergibt sich die Notwendigkeit, in numerischen Berechnungsverfahren für die aerodynamische Auslegung von Tragflügeln die aerodynamischen Effekte von porösen Segmenten der Oberfläche vorhersagen zu können und dabei Porositätseigenschaften und Rauigkeit in Abhängigkeit von der Reynoldszahl zu berücksichtigen.
Die Anwendung der RANS Gleichungen für diese Aufgabe in TP B5 erfordert zusätzliche Modellierungsterme, deren Parametrisierungen durch DNSLES Simulationen in dem hier geplanten Teilprojekt erfolgen. Zusätzlich werden für die TP A1 und B5 die turbulenten Fluktuationen der Geschwindigkeitsfelder ermittelt, welche in die dortigen statistischen Modelle als Kalibrierung einfließen. Für die Simulation der Strömung auf der Porenskala werden Gitter-Boltzmann-Verfahren eingesetzt, die nach entsprechenden Erweiterungen eine quadratische räumliche Konvergenz für das Geschwindigkeitsfeld und die Druckvariationen (Akustik) zeigen. Ein hierarchischer Blockgitteransatz soll zeitabhängige, massivparallele Simulationen mit mindestens 109Gitterknoten auf GPGPUs und Multicore-CPUs erlauben. Das Simulationsgebiet wird im Außenbereich mit dem RANS Code Tau gekoppelt.
Dazu sollen Verfahren aus TP A1 adaptiert werden. Die von TP A4 zur Verfügung gestellten Tomographiedaten des Porenraumes werden durch entsprechende Segmentierungsverfahren diskretisiert, um dann als Strömungsgeometrie zu dienen. Die erzielten DNS-LES Ergebnisse werden mit experimentellen Daten aus TP B5 und den numerischen Arbeiten des assoziierten Projektpartners Prof. Y. Moon von der Korea University in Seoul validiert.