Aerodynamik
Das Themengebiet der Aerodynamik für die Luft- und Raumfahrttechnik umfasst die Untersuchung von diversen strömungsmechanischen Effekten, aber auch die Entwicklung von Systemen zur Effizienzsteigerung zukünftiger Tragflächen und Flugzeugkonfigurationen. Mit dem Windkanal der Professur bestehen ausgezeichnete voraussetzungen für experimentelle Untersuchungen unter kontrollierten Bedinungen. Zur Validierung finden auch betrachtung eines Problems mittels numerischen Strömungssimulationen (CFD) statt. Dabei steht für unsere Professur die ingenieurstechnische Anwendung der CFD-Software im Vordergrund. Zudem bieten die Simulation die Möglichkeit Strömungsprobleme zu Untersuchen für welche eine experimentelle Betrachtung nur schwer möglich ist. Forschungsthemen umfassen bei uns
- die Vermessung von Tragflächen im Windkanal
- die Charakterisierung von Luftfahrzeugen im Windkanal und Freiflugversuchen
- die Simulation von Strömungseffekten mittels CFD-Tools
- die Untersuchung vom Treibstoffverhalten in Tanks für Trägerrakten und Satelliten mittels numerischer Analye
Themen:
Am Lehrstuhl für Flugmechanik und Flugregelung werden aktuell die folgenden Themen für Studien- und Abschlussarbeiten angeboten. Bei interesse kontaktieren Sie den Ansprechpartner des jeweiligen Themas. Bitte sehen sie von Mehrfachanfragen ab.
Das Potential für aerodynamische Verbesserungen an sehr kleinen Fluggeräten (Abflugmasse wenige kg, Flügelfläche <1qm) ist generell als begrenzt einzuschätzen. Durch die niedrigen Reynoldszahlen übt die Viskosität der Luft einen starken Einfluss auf die Umströmung aus. Insbesondere wird ein durch Erhöhung der Flügelstreckung erzielter Gewinn im induzierten Widerstand schnell durch einen höheren Profilwiderstand wegen noch niedrigerer Re-Zahlen aufgefressen. Ein nennenswerter Leistungszuwachs ist daher nur bei konsequenter Ausschöpfung aller Optimierungsmöglichkeiten zu erwarten. Ein solcher ist aber durchaus wünschenswert, da die vergleichsweise geringe Energiedichte der Akkumulatoren Reichweite und Einsatzdauer bzw. Nutzlast derzeit noch stark begrenzt. Das an der Professur für wissenschaftliche Zwecke eingesetzte UAV UrbanCondor weist eine sehr einfache aerodynamische Konfiguration auf: Es hat einen Rechteckflügel ohne V-Stellung und Verwindung mit einem durchgehenden Profil. Das Leitwerk besteht aus ebenen Platten ohne Anströmkontur. Der recht voluminöse Rumpf hat eine Kastenform, das starre Fahrwerk fällt vergleichsweise massiv aus. Gegenstand der Arbeit soll sein, unter Rücksichtnahme auf praktische Belange die Möglichkeiten zur Verbesserung der aerodynamischen Güte auszuloten.
© M. Kretschmar
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDipl.-Ing. Jürgen Frey
Eine verschlüsselte E-Mail über das SecureMail-Portal versenden (nur für TUD-externe Personen).
Der aerodynamische Widerstand von stumpfen Körpern wie Kraftfahrzeugen ist durch die Druckverteilung auf der Oberfläche dominiert. Wesentlich ist dabei der Basisdruck im stromab gelegenen Ablösegebiet, der dem Druck an der Abrisskante bzw. Ablöselinie entspricht. Zur Minimierung des Widerstandes ist ein möglichst hoher Basisdruck anzustreben. Potentialtheoretische Überlegungen und vorangegangene Messungen zeigen, dass Senken auf einer umströmten Oberfläche zum Druckanstieg in Stromabrichtung führen. Im Rahmen eines einfachen Grundlagenexperimentes soll die Übertragbarkeit auf Strömungen mit großen, trägheitsinduzierten Ablösungen und das Potential zur Widerstandsreduktion untersucht werden.
© M. Kretschmar
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDipl.-Ing. Jürgen Frey
Eine verschlüsselte E-Mail über das SecureMail-Portal versenden (nur für TUD-externe Personen).
Sollten Sie sich bei der Wahl ihres Themas noch unsicher sein bieten wir gerne auch allgemeine Beratungen an. Dabei können auch alternative Optionen basierend auf dem individuellen Interesse des Studenten dargelegt werden. Gerne unterstützen wir auch Studentenarbeiten mit Industriepartnern oder initiative Themenvorschläge der Studenten. Der Ansprechpartner für Projekte in der Aerodynamik ist:
© M. Kretschmar
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDipl.-Ing. David Nölle
Eine verschlüsselte E-Mail über das SecureMail-Portal versenden (nur für TUD-externe Personen).