Neue Methoden zur Vorhersage abgelöster Strömungen
Im Rahmen des Projekts ANADE (Advances in numerical and analytical tools for detached flow prediction) kooperierten mehrere europäische Universitäten, Forschungszentren und Großunternehmen, um junge und erfahrene Forscher in allen Aspekten bezüglich der Vorhersage und Steuerung abgelöster Strömungen auszubilden. Darüber hinaus zielte das Projekt darauf ab, die physikalischen Grundlagen in Erfahrung zu bringen sowie neue dedizierte nummerische Methoden zu entwickeln. Strömungsabrissphänomene wurden auf der Grundlage von vier sich ergänzenden Arbeitspaketen angegangen. Diese kombinierten effiziente nummerische Methoden, Analysen zur Rezeptivität, Sensitivität und Instabilität, Unsicherheiten und Mesh-Algorithmen sowie die numerische Aeroakustik. Das Projekt regte zum Austausch von Fachwissen innerhalb und außerhalb des Netzwerkteams sowie zur Kommunikation zwischen Industrie und Hochschulen an. Die damit verbundenen Maßnahmen führten zu gemeinsamen Publikationen und Fortschritten. Die Entwicklungen beinhalteten Anpassungsstrategien zu Abbruchfehlern oder zur adjungierten Methodik und zur Neuerstellung von Meshes, die auf komplexe Geometrien und gekrümmte Grenzen angepasst sind. Darüber hinaus implementierte das Team den ersten Lösungs-Prototypen höherer Ordnung für die Industrie und wurden Stabilitätsanalysen zu komplexen Geometrien und Turbulenzmodellen aktualisiert. Es wurden ebenfalls vorläufige Ergebnisse zur mathematischen Formulierung der Strömungssensitivität bei externer Perturbation abgefragt und erzielt. Die Projektergebnisse führten letztlich zu 32 Publikationen, Beiträgen und Buchkapiteln in internationalen Zeitschriften und Foren. Des Weiteren wurde im Rahmen des Projekts eine themenbezogene Vorlesungswoche mit mehr als 50 Teilnehmern sowie ein internationaler Workshop organisiert. Über ANADE wurden erfolgreich hochqualifizierte Fachkräfte ausgebildet und neue Initiativen sowie Synergien geschaffen. Hierdurch wird auch die Exzellenzforschung im Bereich der Luftfahrt zwischen europäischen Ländern verbessert. Ferner verwendeten 12 Promovenden die Ergebnisse ihrer während des Projekts durchgeführten Forschungsarbeit. Dies wird dabei behilflich sein, stärkere Partnerschaften zwischen Universitäten, Forschungszentren und der Industrie zu knüpfen. Infolgedessen profitiert die Industrie von ANADE in Form der Vermittlung von Erkenntnissen zu den neuesten Technologien und Implementierungsmöglichkeiten hinsichtlich des Gestaltungsprozesses. Die neuen Verfahren verbessern Analysen zur Strömungsablösung und Lärmerzeugung und machen somit neue Simulationsmethoden sowie qualitativ bessere Lösungen möglich. Die Projektergebnisse sind von größter Bedeutung für die Entwicklung technologischer Innovationen in der Luftfahrtindustrie. Die ANADE-Resultate könnten zu zukünftigen Leistungsoptimierungen von Luftfahrzeugen dienen und im Hinblick auf die Luft- und Lärmbelastung einen Beitrag für geringere Umweltauswirkungen leisten.
Schlüsselbegriffe
Strömungsablösungen, ANADE, Strömungsabriss, Mesh-Algorithmen, komplexe Geometrien
