Experimentelle Untersuchung turbulenter Superstrukturen in kanonischen Grenzschichten entlang ebener Platten ohne Druckgradient

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden turbulente Superstrukturen in einer kanonischen turbulenten Grenzschichtströmung entlang einer ebenen Platte ohne Druckgradient bei auf die Impulsverlustdicke bezogenen Reynoldszahlen von bis zu Re = 80000 im Atmosphärischen Windkanal München (AWM) mit hochauflösenden 2D und 3D PIV / PTV Messverfahren untersucht. Darüber hinaus wird auch der Transsonische Windkanal München (TWM) genutzt, um zu untersuchen, ob turbulente Superstrukturen auch ein relevantes Merkmal von kompressiblen turbulenten Grenzschichtströmungen bei trans- und supersonischen Strömungsverhältnissen sind. Der TWM arbeitet im Machzahlbereich zwischen 0,3 < Ma < 3,0. Einzigartig an der Anlage ist, dass die Reynoldszahl unabhängig von Ma bis zu Re = 70 × 10⁶ m^-1 durch Druckbeaufschlagung der Messstrecke variiert werden kann. In diesem Projekt werden mehrere Forschungsfragen untersucht, die sich mit folgenden Themen beschäftigen: Zusammenhang zwischen Superstrukturen und gebräuchlichen Mechanismen zur Transitionseinleitung, Hierarchie der Superstrukturen in kanonischen turbulenten Grenzschichten auf ebenen Platten, charakteristische Muster in der inneren Bewegung der Superstrukturen und deren Zusammenhang mit dem Transport von Fluidelementen durch die Grenzfläche der Superstrukturen, Erzeugung von Turbulenz durch die Superstruktur-Wechselwirkung mit wandnahen low-speed Streaks sowie der Zusammenhang zwischen lokalen Ablösegebieten und der Dynamik von Superstrukturen, die einen geringen Impuls aufweisen.

 

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