Active Control for Transition Delay of Two Dimensional Boundary Layers in In-Flight Experiments
Final Report Abstract
Aktive Strömungskontrolle in der laminaren Strömungsgrenzschicht kann die Wandreibung am Tragflügel durch Verzögerung der laminar-turbulenten Transition verringern. In dieser Arbeit wird die (re-)aktive Strömungskontrolle zur Dämpfung von Tollmien-Schlichting (TS) Wellen in einer zweidimensionalen laminaren Grenzschicht untersucht. Die TS-Wellen, welche die Transition einleiten, werden nach dem Superpositionsprinzip mit DBD Plasmaaktuatoren ausgelöscht. Die aktive Wellendämpfung setzt den Einsatz von Regelalgorithmen voraus, deren Stabilität von variablen Anströmbedingungen beeinflusst wird. Der Einsatz modellbasierter (Linear-Quadratic-Gaussian) und adaptiver Regelalgorithmen (ltered-x-LMS) wurde in Windkanal- und Flugexperimenten unter realistischen (variablen) Anströmbedingungen untersucht. Die Weiterentwicklung des delayed-x-LMS Algorithmus ermöglicht einen stabilen sowie robusten Betrieb des Reglers für die aktive Wellendämpfung im Flug. Die gewonnenen Ergebnisse wurden durch direkte numerische Simulationen sowie lineare Stabilitätstheorie validiert. Die Herausforderungen für den Einsatz von DBD Plasmaaktuator-Arrays zur Verzögerung der natürlichen Transition wurden im Projekt aufgezeigt. Für die Reduzierung der benötigten Rechenleistung wurde die Vereinfachung von Übertragungspfaden diskutiert.
Publications
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