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Strömungssimulationen in der Luftfahrtindustrie wird heutzutage jeden Tag für die Entwicklung verwendet. Externe Flugzeuggeometrie sowie Fluggastraumkomfort und Wärmemanagement-systeme können ohne Windkanalversuche schnell und wirtschaftlich mittels CFD optimiert oder geprüft werden. Flugzeug CFD Simulationen gehören auch den Bereichen, wo numerische Strömungssimulationen zuerst verwendet wurden.

Externe Aerodynamik für Flugzeuge

Im Bereich der externen Aerodynamik orientieren wir uns besonders an Berechnungen von Widerstandskräften und Auftriebskräften, die auf luftumströmte Körper wirken. Diese Simulationen ergänzen oder häufig auch ersetzen Versuche in Windkanälen.

  • Auftriebskraft und Widerstandskraft
    • bei verschiedenen Anstellwinkel, Gierwinkel und Turbulenz
    • Analyse von Fahrwerk (Landungsgestell), Hochauftriebsprofil, Gondel etc.
  • Zeitabhängige Simulation von Fluid-Strukturen
    • Auswirkung von turbulente Strukturen
    • unterschiedliche Windbedingungen
    • bei hohem Anstellwinkel: transiente CFD ist notwendig
  • Preliminary Design
    • Analyse von modifizierte oder neulich eingebauten Komponenten
    • Stationäre und zeitabhängige Kraftwirkung auf Bauteile
    • Identifizierung von extremen Bedingungen und Belastungen
    • Vergleich verschiedener Designs für Windbelastung
  • Flow-thermal Analyse
    • Stationäre und zeitabhängige thermische Analyse
    • Heizung/Kühlung von Bauteile
    • Wärmestrahlung

Fluggastraumkomfort und Klimatisierung

Neben Berechnungen zum Kabinenklima kann das Flugzeug als Gesamtsystem mit unterschiedlichen Klimatisierungslösungen unter realen Flugbedingungen simuliert werden. Dabei werden beispielsweise Cockpit, Passagierkabine, Avionik, Frachträume und Kondenswasserbildung unter energetischen Aspekten und Nutzungsanforderungen betrachtet.

  • Fluggastraum und HVAC
    • Temperatur- und Geschwindigkeitsverteilung
    • Lüftung
    • Kühlung für Kabinenbauteile
    • Entlüftung von Toiletten und Küchen
    • Analyse von umgebauten HVAC Kanäle und Ausströmern (Plenum)
  • Akustik
    • Identifizierung von potenziellen Geräuschquellen
    •  Aeroakustische Analyse von HVAC Bauteile, Kanäle und Gebläse
  • Behaglichkeit
    • Berechnung von Behaglichkeitsparametern wie Lufttemperatur, Geschwindigkeit und Feuchtigkeit
    • “Age of air” Berechnungen für Lüftungseffizienz
  • Kabinendruckregelung
    • Druckwirkung auf innere Bauteile
    • “Rapid Decompression” transiente Analyse
  • Feuer und Rauchbildung
    • Preliminary Analyse von Rauchausbreitung
    • Sichtbarkeit bei Feuerfällen
    • Wärmestrahlung
    • Beseitigung/Entlüftung von Rauch

Schwall von Flüssigkeiten bei Flugzeug CFD Lösungen

  • Treibstofftank
    • Schwall von Treibstoff bei extreme Bedingungen (Turbulenz, Landung)
    • Kraftwirkung auf den Treibstofftankswänden
  • Schwall von Flüssigkeiten in geschlossenen Kammern
    • Strömungen in neulich umgebauten Kammern
    • Kraftwirkungen