Numerische Simulation von Fluid-Struktur-Interaktion in turbulenten Strömungen

Die Durchführung von numerischen Simulationen der Wechselwirkung von Fluid und Struktur (FSI) ist besonders im letzten Jahrzehnt intensiv weiterentwickelt worden und wird immer besser in der Ingenieurpraxis realisierbar. Zudem kann für die Berechnung turbulenter Strömungen auf eine Vielzahl von bewährten Techniken zurückgegriffen werden. Andererseits ist jedoch die Turbulenzsimulation im Kontext einer FSI bislang nur wenig systematisch untersucht worden. Die vorliegende Arbeit ist ein Beitrag zu dieser Problematik und besteht aus der Weiterentwicklung einer bestehenden FSI-Simulationsumgebung. Durch Implementierung geeigneter numerischer Methoden und Modellierungstechniken in den Strömungslöser wird die Berechnung von turbulenter FSI mit unterschiedlichen Graden an Wirbelauflösung (RANS, DES, LES) ermöglicht. Die Anwendbarkeit der Techniken auf die FSI wird an einem Testfall aufgezeigt. Mit der so verbesserten Simulationsungebung kann die Leistungsfähigkeit von Turbulenzmodellen in der FSI in Nachfolgearbeiten gezielt erforscht werden. Dadurch wird die Qualität von FSI-Simulationen mit turbulente Strömungen verbessert werden können.