Strömungswiderstand heterogen rauer Oberflächen

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Bettina Frohnapfel
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 561486292

Turbulent überströmte Oberflächen erfahren einen größeren Strömungswiderstand, wenn die Oberflächen rau sind. Daher entsteht durch raue Oberflächen ein erhöhter Energiebedarf auf dem Transportsektor, dessen Abschätzung und Vorhersage eine wichtige Grundlage für die Auslegung und den Betrieb von Pipelines, Flugzeugen oder Containerschiffen darstellt. Die aktuell verwendeten Vorhersagetools beinhalten große Unsicherheiten, so dass verschiedenste Forschungsarbeiten durchgeführt werden, die eine verbesserte Vorhersage des Strömungswiderstandes rauer Oberflächen ermöglichen sollen. Das vorliegende Vorhaben gehört zu diesem Themengebiet und widmet sich dabei insbesondere heterogen rauen Oberflächen, also Oberflächen deren Rauheitseigenschaft räumlich variieren. Für diese Art der Oberflächenrauheit wurde in aktuellen Review Artikeln ein klarer Forschungsbedarf identifiziert. Dies betrifft sowohl fehlende Referenzdaten für den globalen Reibungswiderstand heterogen rauer Oberflächen also auch fehlende Modelle zur dessen Vorhersage. Diese beiden Themengebiete werden in dem vorliegenden Antrag durch eine kombinierte experimentell-numerische Vorgehensweise adressiert. Das vorgeschlagene Forschungsprogramm baut auf der am Institut für Strömungsmechanik vorhandenen Expertise im Bereich der Vermessung und Simulation von turbulenten Strömungen über rauen Oberflächen sowie der daraus resultierenden Datenanalyse auf.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen