Stoßinduziertes Buffet

Dynamik und Wechselwirkung von Stoßoszillation und Strömungsablösung bei transsonischer Profilumströmung

Stoßinduziertes Buffet stellt eine Strömungsinstabilität dar, die bei transsonisch angeströmten Bauteilen starke, periodische Druckschwankungen und strukturelle Schwingungen verursacht. Diese Effekte können den Einsatzbereich moderner Flugzeugkonfigurationen erheblich einschränken. Eine zuverlässige Vorhersage der Bedingungen, unter denen Buffet und die damit verbundenen aeroelastischen Wechselwirkungen auftreten, ist daher entscheidend für eine sichere und effiziente Auslegung. In diesem Forschungsprojekt wird die transsonische Umströmung verschiedener Profile experimentell untersucht, um die physikalischen Ursachen und die Dynamik dieser Instabilität besser zu verstehen. Die Experimente werden im Trisonischen Windkanal München (TWM) mit modernen optischen Strömungsmessverfahren durchgeführt, die es ermöglichen, Dichteänderungen, Oberflächendruck und Geschwindigkeitsfelder mit hoher zeitlicher Auflösung zu erfassen. So kann der Zusammenhang zwischen Grenzschichtverhalten (insbesondere Strömungsablösung) und Stoßbewegung systematisch untersucht werden. Darüber hinaus werden die Ausbreitungsgeschwindigkeit akustischer Wellen und die Konvektionsgeschwindigkeit kohärenter Strukturen in der abgelösten Strömung bestimmt, um bestehende Modelle zur Vorhersage der Buffet-Frequenz zu überprüfen und zu verfeinern. Durch Variation der Machzahl und des Anstellwinkels werden physikalisch begründete Modelle für das Auftreten und die Dynamik des Buffets entwickelt. Das Projekt leistet damit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Mechanismen des transsonischen Buffets und deren Einfluss auf Frequenz und Amplitude der Schwingungen.

Projektleiter: Dr. Sven Scharnowski

Projektbearbeiter: Dr. Eric Ibarra

Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Gepris: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/535550047

Veröffentlichungen:

• Ibarra, Eric, Kähler, Christian J., Scharnowski, Sven (2025) Characterization of focusing schlieren system. 21st International Symposium on Flow Visualization, Tokyo, Japan, 21–25 June