Passive und aktive Beeinflussung der turbulenten Ablösezone hinter der scharfkantigen und der abgerundeten Stufe

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Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die passive und aktive Beeinflussung der Ablöseblase hinter einer scharfkantigen und einer stark abgerundeten zurückspringenden Stufe, bei vollturbulenter Zuströmung. Eine Verkürzung der mittleren Rezirkulationslänge dient dabei als Maß für Verstärkung der Vermischungsfähigkeit dieser Strömungen. Als Mittel zur Verstärkung der Vermischungsfähigkeit sollen großskalige kohärente Wirbelstrukturen dienen, die hinter einem feststehenden Zaun vor der Stufenkante und/oder durch einen zusätzlichen, zeitlich oszillierenden Freistrahl (vor dem Zaun oder direkt an der Stufenkante) erzeugt werden. Ziel der Untersuchungen ist, optimale Parameter dieser Strömungskonfiguration für maximale Verkürzung der Ablöseblase herauszufinden und strömungsphysikalische Erklärungen hierfür zu geben. Die überwiegende Anzahl der notwendigen Parameteruntersuchungen (bei Reynoldszahlen von Re=3000 und Re=33000) soll mit Grobstruktur-Simulationen ("large-eddy"Simulationen, LES) erfolgen, nur für ausgewählte, besonders interessante Manipulationsfälle (bei der niedrigen Reynoldszahl) ist eine Direkte Numerische Simulation (DNS) beabsichtigt. Zur Darstellung der Geometrie der stark abgerundeten Stufe kommt eine neue Programmoption zum Setzen von Wandrandbedingungen an beliebig gekrümmter Hindernisgeometrie im Rahmen kartesischen Koordinaten zum Einsatz.