Während der Strömungslärm bei Start und Landung durch den Einsatz poröser Materialien in vielen Fällen günstig beeinflusst werden kann, haben (passive) Porosität und Rauigkeit der Oberfläche meistens einen nachteiligen Einfluss auf die Grenzschichten und auf den Auftrieb von Tragflügeln. Da für die numerische Modellierung des breitbandigen Strömungslärms überströmter aerodynamischer Körper der Einfluss einer porösen Oberfläche auf die Turbulenz der wandnahen Strömung zu berücksichtigen ist, ergibt sich aus aerodynamischer und aeroakustischer Hinsicht die Notwendigkeit, in numerischen Berechnungsverfahren die Einflüsse von porösen Segmenten der Oberfläche auf Normal- und Tangentialspannungen am aerodynamischen Körper und auf den Verlauf der wandnahen Turbulenz vorhersagen zu können und dabei Porositätseigenschaften und Rauigkeit in Abhängigkeit von der Reynoldszahl zu berücksichtigen. Wegen der großen Reynoldszahlen bei Flugzeugen kommen für Analysen des Gesamtverhaltens der jeweiligen Konfiguration nur Methoden zur Lösung der Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen (RANS) in Betracht.
Die Anwendung der RANS Gleichungen erfordert einen Ansatz, bei welchem die Strömung in zwei Schichten, Außenströmung und porösen Bereich, unterteilt wird: Die Berechnung der Außenströmung erfolgt in bewährter Weise unter Verwendung des DLR-Strömungslösers TAU, in welchen bereits ein DNS-basiertes Reynolds-Spannungsmodell der Turbulenz implementiert wurde. Die zusätzliche Berechnung der Strömung im porösen Bereich soll mit den Volumen- und Reynolds- gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen (VRANS) erfolgen. Die Turbulenzberechnung im porösen Bereich erfolgt durch die Modellierung und Lösung der dort gültigen Transportgleichungen für die Reynoldsspannungen als Erweiterung des bestehenden Modells. Das Problem des Übergangs zwischen beiden Bereichen soll durch die Verwendung von aus der Literatur bekannten Sprungbedingungen modelliert werden, wobei zusätzliche Sprungbedingungen für den Übergang der Reynoldsspannungen formuliert werden.
Zur Validierung der gewählten Modellierung werden DNS-Daten aus der Literatur und die Ergebnisse aus Teilprojekt A5 herangezogen. Darüber hinaus werden existierende Windkanalmodelle mit wandbündigen Einsätzen verschiedener Porosität sowie Wandrauigkeit ausgerüstet, welche in Teilprojekt A4 hergestellt werden. Neben den Druckverteilungen werden insbesondere die wandnahen Geschwindigkeitsfelder sowie die Reynoldsspannungen mittels μ-PIV vermessen.