Experimentelle Untersuchung von Wechselwirkungsmechanismen in ablösenden turbulenten Scherschichten

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Die technische Herausforderung zur Konstruktion strömungsoptimierter Systeme erfordert detaillierte Kenntnisse der strömungsphysikalischen Vorgänge bei der Entwicklung turbulenter Scherschichten. In dem beantragten Projekt soll am Modellfall eines quer angeströmten Zylinders die Scherschichtenentwicklung untersucht werden. Hierbei entstehen - zusätzlich zur primären, dreidimensionalen Wirbelstraße - in Abhängigkeit der Reynoldszahl unterschiedliche Strömungsstrukturen, die in der Literatur als A- und B-Moden sowie als Kelvin-Helmholtz-Wellen bekannt sind. Es ist davon auszugehen, daß bei Reynoldszahlen oberhalb von 1000 weitere, bisher unbekannte Instabilitätsmechanismen zum Tragen kommen. Ziel des vorliegenden Antrags ist es, Wechselwirkungsmechanismen der unterschiedlichen dreidimensionalen Strukturen in ablösenden Scherschichten zu ermitteln, die zur Turbulenzentwicklung maßgeblich beitragen. Dabei sollen quantitativ durch die Bestimmung dieser Strukturen und der durch sie induzierten Reynoldsspannungen sowie der auftretenden Frequenzen in der abgelösten Grenzschicht eine Grundlage für eine verfeinerte Turbulenzmodellierung des Zylindernachlaufs geschaffen werden.