Abstract in Deutsch und Englisch
Vollständige Dissertation
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Autor: Neef, Matthias
Titel: Analyse des Schlagfluges durch numerische Strömungsberechnung
Deutsch:
Mit Hilfe eines Finite-Volumen-Verfahrens wird die dreidimensionale reibungsbehaftete
Stroemung um einen schlagenden Fluegel berechnet. Die Bewegungsparamter sind
dabei vergleichbar mit den Bedingungen im Reiseflug grosser Voegel. Das numerische
Verfahren wird fuer den gezeigten Anwendungsfall, indem eine Methode zur
Realisierung von beliebigen periodischen Bewegungen implemetiert wird. Eine
Verifizierung erfolgt durch den Vergleich mit analytischen, numerischen und
experimentellen Ergebnissen aus der Literatur. Mit dem verifizierten Verfahren
werden die instationaeren Groessen wie Druck und Geschwindigkeiten in der
Umgebung des bewegten Fluegels berechnet. Daraus ergeben sich ferner die
zeitlich gemittelten Groessen wie Schub und Wirkungsgrad des Schlagfluges.
Ausserdem wird die Interaktion von Laengs- und Querwirbeln im Nachlauf des
schlagenden Fluegels untersucht. Es zeigt sich ein dominanter Einfluss der
pulsierenden Randwirbel aufgrund der endlichen Spannweite, waehrend die Anfahr-
und Stoppwirbel, verursacht durch die Fluegelbewegung, im Reiseflug grosser
Voegel nahezu vernachlaessigbar erscheinen.
Englisch:
The three-dimensional viscous flow around a flapping wing is calculated by
means of a finite volume code. The invoked motion parameters are comparable
with the conditions in cruising flight of large birds. For the described
application the numerical procedure is extended by implementing a method
for realisation of arbitrary periodic motions. The verification is obtained
by comparison with analytical, numerical and experimental results from existing
literature. With the verified method the instationary quantities such as
pressure and velocity are known in the vicinity of the wing. This also yields
the time averaged values such as thrust and propulsive efficiency of the
flapping wing propulsion. Additionally, the interaction between longitudinal
and transverse vortices in the wake of the flapping wing is investigated.
A dominant influence of the oscillating tip vortices due to the finite span
can be seen, while the starting and stopping vortices due to the wing motion
appear almost negligible in the cruising flight of large birds.
UB Braunschweig, letzte Änderung am Formular: 08.02.1999
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