Analyse turbulenter Grenzschichten mit Druckgradient bei großen Reynoldszahlen mit hochauflösenden Vielkameramessverfahren

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Joachim Kähler; Professor Dr. Andreas Schröder
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 225618882

In diesem Folgevorhaben soll experimentell untersucht werden, welchen Einfluss ein positiver Druckgradient sowie eine beginnende Ablösung auf großskalige turbulente Strukturen in einer Grenzschicht hat. Ferner soll die Wechselwirkung zwischen großen turbulenten Strukturen in den wandfernen Bereichen einer turbulenten Grenzschichtströmung und den kleinen turbulenten Strukturen im wandnahen Bereich der Grenzschicht betrachtet werden. Dies beinhaltet auch die Untersuchung des Einflusses großer Strukturen und verschiedener Druckgradienten auf lokale Rückströmungen. Ebenfalls soll betrachtet werden, ob solche lokale Rückströmungen einen möglicher Effekt für die Entstehung großer Ablösungen sind. Die Beantwortung dieser Fragestellungen erfordert aufgrund der großen Skalenbreite einen erweiterten Messtechnikansatz, der es erlaubt, gleichzeitig sowohl die kleinen wandnahen Skalen, als auch die sich über viele Grenzschichtdicken erstreckenden Strukturen, räumlich aufzulösen. Aufgrund des erforderlichen messtechnischen Equipments und Know-hows ist eine Kooperation zwischen der Universität der Bundeswehr München und dem DLR Göttingen erforderlich. Die Beantwortung der wissenschaftlichen Fragestellung dient dazu, das physikalische Verständnis der Wechselwirkung zwischen den Skalen aufzuklären. Darüber hinaus sollen erstmal fortgeschrittene 3D-PTV Techniken in großen Fluid-Volumina eingesetzt werden, um ein dreidimensionales Bild einer turbulenten Grenzschichtströmung zu erhalten. Während viele bisherige Arbeiten in diesem Forschungsbereich bei kleinen Reynoldszahlen durchgeführt wurden, werden in diesem Vorhaben technisch relevantere Reynoldszahlen im Fokus des Interesses stehen. Da solche Untersuchungen bei hohen Reynolds-Zahlen nur in einer Versuchsanlage mit sehr langer Messstrecke und großer Strömungsgeschwindigkeit realisiert werden kann, sollen die Experimente in der 22 Meter langen Messstrecke des Atmosphärischen Windkanals der Universität der Bundeswehr durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Tobias Knopp