14.9:
Wirbelnachlauf
(Wirbelschleppe)
Bei Nurflügelflugzeugen kommt man meist mit dem üblichen starrem
Wirbelnachlauf
zurecht, da hier hinter dem Flügel keine weiteren Momenten
beeinflussenden
Flächen zu finden sind.
Bei
Mehrflächenflugzeugen (Schwanz, Enten,
Doppeldecker) ist es ratsam, oft sogar erforderlich, mit einem
veränderlichen
Wirbelnachlauf zu arbeiten.
Eine auftriebserzeugende Fläche lenkt den Luftstrom ab, und an den
Flügelenden
bilden sich Randwirbel aus.
Nachlaufende Flächen werden durch diese abgelenkte
Strömung sehr stark beeinflußt.
Mit den folgenden Funktionen kann man eine Iteration mit
veränderlichem
Wirbelnachlauf durchführen.
Um eine Rechnung mit flexiblem Nachlauf durchzuführen, muß einer der
beiden
Checkboxen:
'Nachlaufkorrektur, Einzelausrichtung'
oder
'Nachlaufkorrektur, Komplettausrichtung' aktiviert sein
Die Strömungslinien des Nachlaufs bestehen aus Einzelstücken, die wie
auf einer
Perlenkette hintereinander angeordnet sind.
Nahe
der Flügelhinterkante haben
diese Stücke eine kleine Länge, die mit größer werdendem Abstand immer
länger
wird.
Bei der Funktion 'Komplettausrichtung' werden alle Teilstücke einer
Strömungslinie in einem Durchgang ausgerichtet und dann eine neue
Vortexrechnung durchgeführt.
Bei der Funktion 'Einzelausrichtung' wird zunächst das Teilstück nahe
der
Flügelhinterkante ausgerichtet, dann eine neue Vortexrechnug
durchgeführt, dann
wird das zweite Teilstück ausgerichtet, eine neue Vortexrechnug
durchgeführt,
usw.
Die
Einzelausrichtung ist im Endergebnis etwas genauer, die Rechenzeit
steigt aber auch erheblich an.
Meist
ist aber die 'Komplettausrichtung'
ausreichend.
Auch eine Kombination der beiden Funktionen ist erlaubt, damit wird
die
Rechnung am genauesten, das ergibt aber unerträglich lange
Rechenzeiten.
Mit folgendem Button werden die Nachlaufwirbel sichtbar geschaltet.
Das nächste Bild zeigt einen starren Nachlauf.
Man sieht hier allerdings nur einen kleinen Teil des Nachlaufs, in
Wirklichkeit
setzen sich die Stromlinien bis ins Unendliche fort.
Auf eine komplette Darstellung wurde hier verzichtet, da es sonst sehr unübersichtlich wird.
Die
Länge die man auf dem Bildschirm sieht kann man im Textfeld
'Gesamtlänge
Nachlaufelemente [m]' per Hand oder mit den Up/Down-Button daneben
einstellen.
Die
Maßeinheit ist 'Meter' [m].
Dieser sichtbare Teil des Nachlaufs ist in kleine Elemente unterteilt,
die zum
Flügel hin (sinusförmig) feiner werden.
Die
Anzahl der sichtbaren Elemente ist
im Textfeld 'Anzahl Nachlaufelemente' einstellbar.
Das nächste Bild zeigt den obigen Flügel mit Nachlaufiteration
gerechnet. In
der Flügelmitte wird die Strömung nach unten abgelenkt und am
Flügelrand bildet
sich der Wirbel aus.