Gittererzeugte Turbulenz in kompressiblen organischen Dampfströmungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stefan aus der Wiesche
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 572599951

Seit mehr als einhundert Jahren ist die gittererzeugte Turbulenz die praktisch einzige Möglichkeit, experimentell das Ideal der homogenen isotropen Turbulenz (HIT) zu untersuchen. Die gittererzeugte Turbulenz stellt für die Turbulenzforschung und die Entwicklung von numerischen Berechnungsverfahren eine unverzichtbare Quelle dar. Dennoch besteht in der Literatur derzeit eine sehr große Lücke hinsichtlich von Daten zur gittererzeugten Turbulenz von kompressiblen Strömungen, insbesondere für Realgase. Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens ist die systematische und umfassende experimentelle Ermittlung von Daten zur gittererzeugten Turbulenz in kompressiblen Realgasströmungen um wichtige grundlegende Fragen der Turbulenztheorie klären zu können. Es sollen systematische Messungen turbulenter Schwankungsgrößen in einer kompressiblen Realgasströmung in einem sehr breiten Abstandsintervall hinter klassischen und fraktalen Gittern mit Hilfe von Hitzdrahtsonden durchgeführt werden. Dabei sollen neben der Gitterkonfiguration separat die Reynolds- und Machzahlen sowie der Realgasfaktor des Fluids variiert werden. Von primärem Interesse ist dabei die Ermittlung der Zerfallsgesetze in Abhängigkeit von Gitterkonfiguration, Reynoldszahl, Machzahl und Realgasfaktor sowie Isentropenexponent. Es soll der Einfluss der Anfangsbedingungen auf die Turbulenz durch unterschiedliche Gitter (klassisch und fraktal) und multiple Gitter sowie aktive Düsengitter untersucht werden. Schlierenoptische Untersuchungen an einem aufskalierten Elementar-Gitter sollen helfen, Kompressibilitätseffekte detailliert zu untersuchen und die Rolle von Stößen bei der Turbulenzproduktion besser zu verstehen. Insbesondere soll geklärt werden, wie sich die Turbulenz bei Annäherung an die Sperrmachzahl des Gitters ausbildet. Im Forschungsvorhaben soll erstmalig eine systematische und breite Datensammlung für kompressible Gitterströmungen einschließlich von Realgaseinflüssen aufgenommen und der wissenschaftlichen Gemeinde uneingeschränkt zur weiteren Verwendung und Nutzung zur Verfügung gestellt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Paola Cinnella; Professor Dr. Xavier Gloerfelt