Experimentelle Untersuchungen von natürlichen Transitionsvorgängen in einer zweidimensionalen Flügelgrenzschicht

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In einem aus zwei Teilprojekten bestehenden Gemeinschaftsvorhaben der Universität Stuttgart und der TU Berlin soll ein Beitrag zur Erforschung der natürlichen Transition durch komplementären Einsatz der Direkten Numerischen Simulation (DNS) und Arraymeßtechniken in einer 2D-Flügelströmung geleistet werden. Im hier beantragten Teilprojekt der TU Berlin sollen Messungen der natürlichen Störungsentwicklung mit Hilfe von Wandsensorarrays vergleichend im Windkanal und Freiflug erfolgen. Die Flugmessungen erfolgen an einem vorhandenen und zugelassenen Handschuh auf einen doppelsitzigen Segelflugzeug. Besonderes Merkmal des neuen Handschuhs ist das austauschbare instrumentierte Oberseitensegment, das auch in Windkanalmessungen an einem identischen Flügelsegment im Stuttgarter Laminarkanal mit identischer Instrumentierung wie im Flug eingesetzt werden kann. Im Bereich wachsender Instabilitäten wird eine spannweitige Reihe Oberflächenhitzdrahtsensoren zur Messung kleinster Störamplituden appliziert, gefolgt von einem Piezoarray zur Erfassung der flächigen Entwicklung. Begleitend sollen Vibrationen bzw. Körperschall im Nasenbereich sowie der äußere Strömungslärm zeitgleich mitgemessen werden, da es sich hierbei um die wesentlichen äußeren Störeinflüsse auf die natürliche Transition handelt, die über Rezeptivität im Nasenbereich in die Grenzschicht einkoppeln. In Zusammenarbeit mit dem Stuttgarter Teilprojekt soll insbesondere untersucht werden, wie äußere Störeinflüsse die Struktur der Störungsentwicklung beeinflussen, und wie diese äußeren Einflüsse in Form von Störeingaben bei direkten numerischen Simulationen berücksichtigt werden können, um eine `natürliche' Störungsentwicklung, vergleichbar mit der freien Transition zu erhalten.