Bessere Turbulenz-Luftströmungsmodelle für den Flugzeugbau
Grundlage des Fliegens an sich sind die Gesetze der Aerodynamik bzw. die Eigenschaften von Luft in Bewegung und insbesondere der sich in Luft bewegender Körper. Flugzeugflügel nutzen in ihrer Gestaltung die Luftströmung über ihre Oberflächen hinweg derart aus, dass Auftrieb erzeugt und natürlich ein Lenken des Flugzeugs ermöglicht wird. Das Verständnis der komplexen Physik an der Übergangsstelle oder Grenzfläche zwischen Flügel und Luft hat für den Entwurf, die Entwicklung und den Bau von Flugzeugen von entscheidender Bedeutung. Auch wenn es so erscheinen mag, als ob die Physik seit den Zeiten der Gebrüder Wright komplett enträtselt wurde, haben Wissenschaftler erst vor kurzem bewiesen, dass die Erklärung für den Flügelauftrieb, die mehr als einhundert Jahre das Gebiet dominierte, eigentlich falsch ist! Europa ist fest entschlossen, die mit dem Flugzeug-Design, der Entwicklung und dem Flugbetrieb verbundenen Kosten zu senken. Da die Ermittlung komplexer strömungsphysikalischer Zusammenhänge ohne kostenaufwendige und zeitfressende Experimente immer mehr an Bedeutung gewonnen hat, bestand die zwingende Notwendigkeit ausgeklügelter Software und Instrumente zu Modellierungszwecken. Laminare Strömungen werden von der Flügelgeometrie bestimmt und sind relativ einfach zu modellieren. Turbulenzen andererseits werden durch Wirbel beeinflusst und sind eher schwierig zu berechnen. Ziel des Projekts Wallturb ("A European synergy for the assessment of wall turbulence") war es, zu erheblich moderneren Modellierungen der Turbulenzen an der Tragfläche-Luft-Grenzschicht (Wandturbulenz) zu gelangen. Das Team entnahm aus zahlreichen Experimenten und vorhandenen direkten numerischen Simulationsmodellen eine Fülle von Daten für eine umfassende Datenbank über wandnahe turbulente Strömungen. Wallturb stellte mittels der Datenbank neue Modelle sowie einen Einblick über klassische Modelle und die Turbulenzstrukturen bereit, auf denen wohl die meisten zukünftigen Modelle basieren dürften. Das Wallturb-Konsortium konnte wichtige Fortschritte bei der Modellierung turbulenter Strömungen an Flugzeugflügeln verzeichnen. Moderne Modelle werden den Flugzeugherstellern sowie anderen Branchen von Nutzen sein, in denen Aerodynamik und Bewegung in wichtige Überlegungen im Zusammenhang mit Entwurf und Konstruktion eingehen.
