Eintrittsmissionen in die Atmosphäre von Planeten, sowie anderen Himmelskörpern stellen zukünftige Ziele in der Raumfahrt dar, die nur mit verbessertem Wissen um das Verhalten, die Eigenschaften und die Auswirkungen der Strömung um ein Raumfahrzeug sicher durchgeführt werden können. Des Weiteren gewinnt beim Design von fortschrittlichen Raumfahrttriebwerken ein fundiertes Wissen über das Verhalten des Abgasstrahls der Triebwerke an Bedeutung. Mit numerischen Verfahren können Strömungen simuliert werden, bei denen in aller Regel die Möglichkeiten, geeignete Experimente durchzuführen, stark eingeschränkt oder mit hohen Kosten verbunden sind. Daher kommt den numerischen Untersuchungsmethoden eine immer stärker werdende Bedeutung zu.
In der Arbeitsgruppe Numerische Modellierung und Simulation werden neuartige Verfahren kontinuierlich weiterentwickelt und angewendet, um sowohl Gas- wie auch Plasmaströmungen unter den extremen Bedingungen zu simulieren, wie sie in der Raumfahrt vorkommen. Dabei liegt die Herausforderung darin, sowohl multiphysikalische Probleme, wie z.B. die Kombination der Strömungsmechanik und Reaktionskinetik mit der Elektrodynamik, als auch Mehrskalen-Probleme bezüglich der räumlichen und zeitlichen Auflösung zu lösen.
Grundsätzlich wird zwischen den Kontinuumsverfahren und partikelbasierten Methoden unterschieden. Beide Ansätze werden am IRS verfolgt, um ein möglichst breites Feld an Anwendungen abdecken zu können. Zusätzlich spielen bei einigen der zu untersuchenden Strömungen Strahlungseffekte eine bedeutende Rolle. Daher beschäftigt sich die Arbeitsgruppe gesondert auch mit der Weiterentwicklung von Strahlungslösern.
Projekte
- REX-Free Flyer (in Kooperation mit Airbus DS GmbH)
- Simulating entry into polyatomic atmospheres (Englisch)
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Stefanos Fasoulas
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Aktuelle Mitarbeitende
Dipl.-Ing. Tilman Binder
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Dipl.-Ing. Asim Mirza
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Dipl.-Ing. Paul Nizenkov
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Dr.-Ing. Marcel Pfeiffer
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Dr.-Ing. Torsten Stindl
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M.Sc. Partho Pratim Upadhyay
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M.Sc. Wladimir Reschke
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