Airfoil Analysis

Einfaches Tool zur Berechnung der aerodynamischen Koeffizienten eines NACA-Profils

Airfoil Analysis ist ein Werkzeug, das die Hess-Smith-Panel-Methode implementiert, um die aerodynamischen Koeffizienten zu berechnen, die von 4- und 5-stelligen NACA-Tragflächen entwickelt werden, im Kontext der inkompressiblen stationären 2D-Strömung.

Die Analyse kann sowohl für ein einzelnes Profil als auch unter Berücksichtigung der Flügel-Leitwerk-Wechselwirkung durchgeführt werden. In beiden Fällen kann die Bodeneffektbedingung berücksichtigt werden.

Hier eine Liste der wichtigsten Features:

• Geometriedefinition und -visualisierung

• Berechnung der aerodynamischen Koeffizienten:

- Der Druckbeiwert (Cp) wird punktweise sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite des Strömungsprofils berechnet. Daraufhin wird sein Verhalten aufgezeichnet

- Der Auftriebsbeiwert (Cl) wird sowohl nach dem Kutta-Joukowski-Theorem als auch nach dem Cp-Integrationsverfahren berechnet

- Der Nickmomentkoeffizient (Cm) wird über die Cp-Integration berechnet

- Zur genaueren Berechnung des Auftriebsbeiwerts und des Luftwiderstandsbeiwerts (Cd) wurde ein viskoses Strömungskorrekturverfahren implementiert. Es besteht aus der Thwaites-Methode für laminare Strömungen, gekoppelt mit dem Michel-Kriterium für den Übergang und der Head-Methode für den turbulenten Teil der Grenzschicht. Der Mantelreibungskoeffizient wird über das Ludwieg-Tillman-Hautreibungsgesetz ermittelt.

• Theorie der dünnen Tragflächen – grobe Annäherung: Sie erhalten sofortige Ergebnisse zum aerodynamischen Koeffizienten, ohne auf die Ausgabe der Panelmethode warten zu müssen. Aber denken Sie daran, es ist immer eine Annäherung.

• Cl - Alpha-Diagramm: Sehen Sie, wie sich der Cl-Wert bei verschiedenen Anstellwinkeln ändert. Im Moment ist es nur für den invisziden Fall verfügbar.

• Datensatzerstellung: Erstellen Sie einen Datensatz aus einer Reihe von Parametern, die Sie definieren, und rufen Sie deren Koeffizienten schnell und genau ab

Dieses Projekt entstand während eines Labors im Bachelorstudiengang Fluiddynamik und wurde während des Masterstudiums überarbeitet. Es ist nur für Bildungszwecke bestimmt.