Periodisch instationäre Ablösung und Transition an einer ebenen Platte mit Druckgradienten

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Bisherige Untersuchungen der instationären Grenzschichten an Schaufelprofilen von Turbomaschinen haben gezeigt, daß Ablösungen und die Transition, die durch die Nachläufe voranstehender Schaufelgitter induziert werden, am Schaufelrücken periodisch stark stromauf und stromab wandern. Zwischenzeitlich bildet sich eine sogenannte beruhigte Zone laminarer Strömungen die besonders weit zur Hinterkante hin reicht. Die sich bei diesen Vorgängen entwickelnde Grenzschicht ist bestimmend für die Strömungsverluste und die Systemstabilität als Folge massiver Ablösungen.Die Schaufelnachläufe weisen eine Geschwindigkeitsdelle und eine lokal erhöhte Turbulenz auf. Beides wirkt sich in unterschiedlicher Weise auf die genannten Phänomene aus. Der für die experimentellen Untersuchungen vorgesehene Saugwindkanal erzeugt eine periodische Außenströmung mit Amplituden bis zu 20 % ohne Turbulenzschwankungen und erlaubt dadurch eine isolierte Untersuchung des Effektes des Geschwindigkeitsdefizits. Unter Einhaltung der Reynolds- und der Strouhal-Ähnlichkeit von Turbomaschinen, sowie unter ähnlichen aufgeprägten Druckverteilungen, ist das Ziel des Vorhabens die genaue Vermessung der periodisch instationären Grenzschicht und die Ermittlung ihrer Empfindlichkeit gegenüber Frequenz und Amplitude der Schwankungen der Außenströmung. Für die Experimente wird neben den Standard-Sensoren auch die Einsatzfähigkeit neuer Meßtechniken untersucht. Die Ergebnisse dienen im Forschungsverbund der Entwicklung von Transitions- und Turbulenzmodellen für periodisch instationäre Strömungen und der Validierung von CFD-Verfahren.