Niederdimensionale Modellierung und Kalibrierung der Strömung um einen stumpfen Körper (Teilnahme am 1st Young ERCOFTAC Workshop, Montestigliano, Italien, 26.-30. März 2007)

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Ziel des Projektes ist die niederdimensionale Modellierung und Kalibrierung einer Strömung eines D-förmigen Zylinders. Die Unterdrückung von Nachlaufinstabilitäten bei hohen Reynolds-Zahlen ist eine zentrale, ingenieurstechnische Aufgabe, zum Beispiel bei Tragflügeln in der Hochauftriebskonfiguration, hinter Personenkraftfahrzeugen oder hinter Lastkraftwagen. Die aktive Kontrolle dieser drei Konfigurationen wird zur Zeit von der Industrie für den Alltagsbetrieb geplant. In Experimenten und Simulationen wurde gezeigt, dass der stationäre Zylindernachlauf nur bei niedrigen Reynolds-Zahlen durch lokale Aktuation und lineare Reglersynthese stabilisiert werden kann. Für höhere Reynolds-Zahlen und turbulente Nachläufe wurde eine indirekte (nichtlineare) Beeinflussung durch Manipulation der Scherschicht erfolgreich eingesetzt. In diesem Projekt werden kalibrierte Galerkin-Modelle identifiziert für die natürliche und die beeinflusste Dynamik der Scherschicht sowie der Wirbelstraße. Aus der Energieflussanalyse dieser Modelle wird ein physikalisches Verständnis der natürlichen und der beeinflussten Energieflusskaskade gewonnen. Zur Verbesserung vorhandener Black- Box Regler werden Methoden der Regelungstechnik (nichtlinearer Regler) anhand der niederdimensionalen Modelle eruiert.