Dynamik der Strömungsablösung an einer Plattenhinterkante und Rezeptivität der Kelvin-Helmholtz-Instabilität

• Antragsteller: Professor Dr. Dirk Ronneberger
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5415963

Die Ablösung wandgebundener Strömungsscherschichten von der Körperoberfläche kommt in fast allen Strömungen, vorzugsweise an Kanten vor, ist aber besonders bei instationären Strömungen nach wie vor ein schwierig zu beschreibendes Phänomen. Die instationäre Strömungsablösung spielt z. B. in der Strömungsakustik (Streuung und Entstehung von Schall an überströmten Kanten) und in der Strömungssteuerung (z.B. Stabilisierung der abgelösten Scherschicht) eine wichtige Rolle. Mit Hilfe realer und numerischer Experimente wird als genetisches Beispiel die instationäre Strömung an der Hinterkante einer einseitig überströmten Platte untersucht, wobei die Instationarität einerseits durch ferne Quellen (schwingende Membranen in der Kanalwand), andererseits durch lokale Schwingungen der Hinterkante erzeugt wird. Ziel ist die Entwicklung von Modellen, die einerseits die Auswirkung der kantennahen Prozesse auf die Außenströmung, andererseits die Amplitude der Kelvin-Helmholtz-Instabilitätswelle in der abgelösten Scherschicht beschreiben. Dazu wird die Physik der ablösenden Strömung mit Hilfe der Wirbeligkeit beschrieben. Diese zunächst nur kinematische Größe genügt wegen ihres engen Zusammenhangs mit dem Drehimpuls der Fluidteilchen einer einfachen anschaulichen Transportgleichung und eignet sich damit besonders gut für die Entwicklung von Modellvorstellungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen