Nichtlineare Stadien der Transition in einer verzögerten Flügel-Grenzschichtströmung bei kontrolliertem, kontinuierlichen und bei natürlichen Störspektrum

• Antragsteller: Dr.-Ing. Markus J. Kloker; Dr.-Ing. Werner Würz
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 35655650

Ziel des Vorhabens ist es, bisher gewonnene Erkenntnisse über erste nichtlineare Stadien der laminarturbulenten Transition unter ‚natürlichen’, d.h. Freiflugbedingungen, zu vertiefen und in eine verbesserte Transitionsvorhersage mit einer erweiterten en-Methode einfließen zu lassen. Dabei werden Experimente, schwach nicht-lineare Theorie als auch direkte numerische Simulationen in einem gemeinsamen Projekt eingesetzt. Es soll ein Verfahren entwickelt werden, das die Selbstgenerierung von niederfrequenten Störmoden und ihre sukzessive Anfachung im schwach nicht-linearen Stadium beschreibt. Dieses Verfahren kann ähnlich aufgebaut sein wie die variable (reduzierte) n-Faktor Methode, oder so ausgelegt werden, dass Standard n-Faktoren für den Umschlagsbereich bereits nach kürzerer Laufstrecke erreicht werden, was durch einen stärkeren n-Faktor Anstieg bei niederfrequenten Störmoden hervorgerufen wird. Die en-Methode ist das am meisten eingesetzte Transitionsvorhersageverfahren, trotz Versuchen Amplituden basierte Methoden mit Rezeptivitäts-, Anfachungs- und Übergangsbereich zu etablieren. Letztere benötigen eine gute Beschreibung des Anströmstörspektrums, was schwer bestimmbar ist, unter sehr ruhigen Flugbedingungen sogar insgesamt fragwürdig erscheint. Verbesserungen der en-Methode haben einen erheblichen Einfluss auf die Auslegung von Laminarprofilen, wodurch die Anforderungen des umweltbewussten Fliegens besser erfüllt werden können, als auch eine Steigerung des erneuerbaren Energieertrags durch Windkraftanlagen erzielt werden kann

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Yury Kachanov; Professor Dr.-Ing. Ewald Krämer