Experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der Formgebung von Tragflügelspitzen auf das räumlich-zeitliche Geschwindigkeitsfeld der entstehenden Flügelwirbel

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Die Wirbelschleppen von Flugzeugen stellen eine ernsthafte Gefahr für darin einfliegende, nachfolgende Flugzeuge dar. Deshalb hat sich in der jüngeren Vergangenheit die Forschung zum Thema Wirbelschleppen intensiv mit deren Verständnis und Abschwächung befasst, um so die Sicherheit im Luftverkehr zu erhöhen. Ansätze, die Gefahr des Einfliegens in eine Wirbelschleppe durch Maßnahmen der Flugführung zu mindern, sind teilweise schon im Einsatz (Wake Vortex Warning System am Flughafen Frankfurt). Im hier beantragten Vorhaben soll das Augenmerk auf der Erklärung des Aufrollvorgangs unmittelbar hinter dem Flügel liegen, denn je genauer die Kenntnis über die Wirbel im nahen Nachlauf ist, desto präziser werden die Methoden zur Vorhersage ihrer weiteren Entwicklung. Zur systematischen Beschreibung des Aufrollvorgangs der Scherschicht sollen experimentelle Untersuchungen an einem einfachen Tragflügelmodell mit verschiedenen Flügelspitzengeometrien durchgeführt werden. Diese werden so gewählt, dass möglichst unterschiedliche Axialgeschwindigkeiten im Wirbelkern des abgehenden Wirbels erzielt werden. Experimente werden in Wind- und Wasserkanälen durchgeführt. Dabei sollen die Wirbel zeitlich aufgelöst in Ort und Geschwindigkeit mit hoher Genauigkeit quantitativ erfasst werden. Als Messmethode wird zunächst Drei-Komponenten-Particle-Image-Velocimetry (3C-PIV) eingesetzt, später ist der Einsatz von tomographischer PIV geplant.