Experimentelle Untersuchung der turbulenten Strömung über periodisch angeordnete Hügel

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Die turbulente Strömung über periodisch angeordnete zweidimensionale Hügel soll mit experimentellen Methoden untersucht werden. Die Hügel befinden sich in einem ebenen Plattenkanal und bieten somit in Verbindung mit der Periodizität der Anordnung die Möglichkeit, Ablöseprozesse mit eindeutig definierten Randbedingungen zu untersuchen. Die betrachtete Strömung ist damit eine ideale Plattform für die Analyse der Performance von numerischen Verfahren und Turbulenzmodellen. Sie wurde und wird als Benchmark für mehrere Workshops im Bereich der Reynolds-gemittelten Simulation (RANS) und Large-Eddy Simulation (LES) verwendet. Sie ist ein Testfall in der deutsch-französischen Forschergruppe ’Large-Eddy Simulation of complex turbulent flows’, die gemeinsam von der DFG auf deutscher und dem CNRS auf französischer Seite gefördert wird. Die Strömung ist bis zu einer Reynoldszahl von Reh = 10595 durch hochaufgelöste Large-Eddy und direkte numerische Simulationen sehr gut dokumentiert und validiert. Im Rahmen der geplanten experimentellen Untersuchungen soll mit Laser-gestützten Messverfahren der Bereich höherer Reynoldszahlen bis zu Reh = 105 analysiert und dokumentiert werden. Die Daten sollen einerseits als Referenzdaten für die im Rahmen der Forschergruppe geplanten Benchmark-Rechnungen bei höheren Reynoldszahlen dienen und andererseits für grundlegende Untersuchungen des Verhaltens der Feinstrukturspannungen in abgelösten Strömungen in diesem Reynoldszahlbereich verwendet werden. Zum Einsatz soll eine hochauflösende Stereo-Particle-Image Velocimetry und die Laser-Doppler Anemometry kommen.