A chimera simulation method and detached Eddy simulation for vortex-airfoil interactions [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Christoph Wolf

A Chimera Simulation Method and DetachedEddy Simulation for Vortex-Airfoil InteractionsDissertationzur Erlangung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Doktorgrades”Doctor rerum naturalium”der Georg-August-Universit¨at G¨ottingenvorgelegt vonChristoph Wolfaus KarlsruheG¨ottingen 2010Referent: Prof. Dr. Gert LubeKoreferent: Prof. Dr. Robert SchabackTag der mu¨ndlichen Pru¨fung: 20. 12. 2010Contents1 Introduction 41.1 Motivation and objective of the thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Overview of the literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.3 Structure and main results of the thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.4 New aspects of the thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20I Mathematical methods 222 Numerical methods in the DLR TAU-code 232.1 The mathematical model for compressible flow . . . . . . . . . . . . . 232.2 Spatial discretisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.3 Time discretisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.4 Preconditioning methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.5 Multigrid methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 Turbulence modeling 473.1 Reynolds averaging and Favre averaging . . . . . . . . . . . . . . . . 473.2 The Favre averaged Navier-Stokes equations . . . . . . . . . . . . . . 493.3 URANS models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.