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Zeitlich und räumlich hochauflösende Wandschubspannungsmessungen mit dem Micro-Pillar-Shear-Stress-Sensor (MPS³) in Grenzschichten großer Reynoldszahl mit und ohne Druckgradient

使用微柱剪切应力传感器 (MPS³) 在具有大雷诺数的边界层（有压力梯度和无压力梯度）中进行高分辨率时空壁剪切应力测量

基本信息

批准号：
216008676
负责人：
Professor Dr.-Ing. Wolfgang Schröder
金额：
--
依托单位：
Lehrstuhl für Strömungslehre und Aerodynamisches Institut (AIA)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2012
资助国家：
德国
起止时间：
2011-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/216008676?language=en
关键词：
Zeitlich und umlich hochaufl sende

项目摘要

Für die Untersuchung turbulenter Grenzschichten existiert bisher kein Messsystem, das in der Lage ist, die Wandschubspannungsverteilung quantitativ, flächig und zeitlich hoch aufgelöst zu bestimmen. Eine genaue Kenntnis über die dynamischen Prozesse der turbulenten Strukturen innerhalb der Grenzschicht und des Impulsaustauschs in Wandnähe ist jedoch wesentlich für das Verständnis der Entstehung der Turbulenz in wandgebundenen Scherschichten. Die flächige und hochfrequente Messung der turbulenten Wandschubspannungsverteilung ist somit u. a. notwendig, um verbesserte Ansätze der Turbulenzmodellierung zu ermöglichen sowie aktive Maßnahmen zur Beeinflussung der wandnahen turbulenten Strukturen zu entwickeln, die zu einer deutlichen Widerstandsreduktion führen. Daher soll im Rahmen dieses Forschungsantrags der Micro-Pillar-Shear-Stress-Sensor MPS³ zur Messung der räumlichen und zeitlichen Wandschubspannungsverteilung in technisch relevanten Reynoldszahlbereichen von Rex / m: O(6) weiterentwickelt werden. Diese Weiterentwicklung basiert auf drei Schritten. Erstens sollen durch ein neues Herstellungsverfahren die geometrischen Abmessungen der einzelnen Pillars der Sensorfelder reduziert werden, so dass die Eigenfrequenz bei konstantem Aspektverhältnis steigt. Zweitens soll durch eine erweiterte Erfassung der Daten der dynamischen Kalibration über eine Kompensation des Eigenverhaltens der für Messungen relevante Frequenzbereich verdoppelt werden. Drittens soll der Messbereich durch gegenüber der viskosen Unterschicht geringfügig vergrößerten Pillars, d.h. aus der Unterschicht herausragende Pillars, erhöht werden. Der Nachweis der Einsetzbarkeit des MPS³-Systems in turbulenten Grenzschichtströmungen mit und ohne Druckgradienten liefert ein Messverfahren, anhand dessen die flächige Wandschubspannungsverteilung in Strömungs- und Spannweitenrichtung instantan gemessen werden kann.

对于研究中心Grenzschichten来说，这不是一个系统，因为在拉格里，Wandschubspannungsvertitativ，flachig和zeitlich都是定量的。Wandnähe中的Grenzschicht和Impulsaustauschs的内部湍流结构的动力学过程对于Wandgebundenen Scherschichten中湍流的动力学过程是非常重要的。我们可以看到，这些频繁的信号是由一个小型的Wandschubspannungsverteilung发出的。a.然而，在对湍流模型进行详细分析时，我们发现，在设计一个德国Widerstandsreduktion führen时，需要对湍流结构的影响进行有效的Maßnahmen。因此，本文研究了微柱剪切应力传感器MPS的测量方法，并将其应用于雷克斯/ m：O（6）微结构韦尔登的相关技术中。这个世界是以三个字母为基础的。由于传感器传感器韦尔登的几何吸收是通过一个新的吸收来解决的，因此本征频率被恒定的Aspektverhältnis steigt。Zweitens soll durch eine erweiterte Erfasung der Daten der dynamischen Kalibration über eine Kompensation des Eigenverhaltens der für Messungen relevante Frequenzbereich verdoppelt韦尔登. Drittens soll der Messbereich durch gegenüber der viskosen Unterschicht geringfügig vergrößerten Pillars，d.h.从地下室的柱子上爬起来，然后韦尔登。Der Nachweis der Einsetzbarkeit des MPS 3-Systems in Schenzschichtströmungen mit und ohne Druckgradienten liefert ein Messverfahren，anhand dessen die flächige Wandschubspannungsvertelung in Strömungs- und Spannweitenrichtung instantan gemessen韦尔登.