Entwicklungsrichtungen verbesserter physikalischer Modellierungen für ein unstrukturiertes CFD-Verfahren im Projekt Digital-X

Das Projekt Digital-X [1] tut einen ersten Schritt, ein multidisziplinares Gesamt-Simulationssystem auf-zubauen, das kunftig die Entwicklung und Erprobung neuer Fluggerate im Rechner basierend auf hochge-nauen Simulationsdaten gewahrleisten soll. Dabei sollen Daten der Stromung, der Struktur sowie der Flugmechanik sowohl in Flugbereichen nahe dem Entwurfspunkt als auch an den Grenzen der Flugenvelo-ppe mit so hoher Genauigkeit erzeugt werden, dass sich irgendwann die Vision eines „Erstflugs im Rech-ner“ verwirklichen lasst. Zur Erzeugung von Stromungsdaten ist der unstrukturierte DLR TAU-Code dasjenige CFD-Verfahren, in dem momentan verbesserte physikalische Modelle entwickelt und erprobt werden, die spater grundle-gend fur die numerische Stromungssimulation im Gesamtsystem sein sollen. Zur Steigerung der Verlass-lichkeit nimmt die physikalische Modellierung turbulenter und transitioneller Stromungen eine zentrale Rolle ein. Da eine direkte numerische Simulation solcher Stromungen um industriell relevante Konfigura-tionen aufgrund der extrem hohen Anforderungen an Rechnerressourcen auf Jahrzehnte hinaus nicht moglich sein wird, mussen weiterhin Modelle zum Einsatz kommen, in denen der Einfluss der Turbulenz und Transition durch geeignete Modellierungsansatze naherungsweise ermittelt wird. An den Grenzen des Flugbereiches ist aber trotz aller Erfolge der numerischen Simulation die Vorhersagegenauigkeit der heutigen Modelle unzureichend. Ebenso kommt der sicheren Bestimmung des laminar-turbulenten Uber-gangs zukunftig eine entscheidende Bedeutung zu, wenn eine signifikante Reduktion des Widerstandes und damit der CO2-Erzeugung zukunftiger Flugzeuge erreicht werden soll.