Stefan Puttinger,
"Experimentelle Untersuchungen zum Prinzip des Vortex Diffusors"
, 2-2009
Original Titel:
Experimentelle Untersuchungen zum Prinzip des Vortex Diffusors
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Reduktion des induzierten Widerstandes von Rechtecktragflächen. Die meisten Ansätze zur Widerstandsreduktion basieren auf einer Veränderung der Flügelspitze. Meistens wird hierbei ausgehend vom planaren Flügel eine Erweiterung der Flügelspitze in die dritte Dimension verwendet. Fast alle Methoden zielen darauf ab, die Entstehung des Randwirbels zu beeinflussen und somit den durch das abgehende Wirbelsystem hervorgerufenen Widerstand zu reduzieren.
Im Gegensatz dazu wird der Vortex Diffuser hinter der Tragflügelhinterkante angebracht. Das Ziel ist hierbei, nicht die Wirbelausbildung zu unterbinden, sondern einen möglichst großen Anteil der im Randwirbel gespeicherten Energie in Vortrieb umzusetzen. Dies geschieht durch ein Verdrängen der Zirkulation auf einen größeren Radius.
Die vorliegende Arbeit beleuchtet das Prinzip des Vortex Diffusers von der experimentellen Seite. Ausgehend von einer in vorausgehenden Arbeiten analytisch und numerisch optimierten Geometrie der Vortex Diffuser Flügel werden anhand von Modellen Windkanalversuche durchgeführt.
Die Windkanalversuche zeigen, dass der Vortex Diffuser für ausgewählte Betriebspunkte imstande ist, den Widerstand signifikant zu verringern. Allerdings zeigen sich im Versuch auch die praktischen Probleme des Konzeptes. Während die analytische und numerische Berechnung von rotationssymmetrischen Randbedingungen ausgeht (der ausgebildete Randwirbel als Eingangsparameter der Geometrieoptimierung), zeigt sich im Versuch, dass genau diese Randbedingung in der Praxis schwer zu erzielen ist. In weiteren Windkanalversuchen wird daher versucht, mittels eines Optimierungsverfahrens eine Widerstandsreduktion durch individuelle Anpassung der Vortex Diffuser Flügel zu erreichen.
Aus den gewonnenen Windkanaldaten werden ein Konzept für ein unbemanntes Versuchsflugzeug erstellt und Überlegungen zum Aufbau eines Nurflüglers mit Vortex Diffuser angestellt.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Erscheinungsmonat:
2
Erscheinungsjahr:
2009
Notiz zur Publikation:
Puttinger, Stefan
Dissertation am Institut für Strömungslehre und Wärmeübertragung der Johannes Kepler Universität Linz,
Austria