Numerische Untersuchung nichtlinearer Transitionsmechanismen und ihrer Dämpfung

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Die Transition einer zweidimensionalen Wandgrenzschicht ohne Druckgradient soll numerisch simuliert werden, wobei die Untersuchung nichtlinearer Mechanismen im Spätstadium der Transition im Vordergrund steht. Die Simulationen erfolgen in enger Absprache mit dem Projekt "Experimentelle Untersuchung der Wachstumsmechanismen von 3D Störungen in einer 2D Grenzschicht im nichtlinearen Bereich der Transition" der TU Berlin. Der quantitative Vergleich zwischen Simulation und Experiment soll fortgesetzt werden. Die Zielsetzungen der zweiten Antragsphase sind die weitere Erforschung der Spätstadien der Transition, insbesondere die Entstehung subharmonischer Störungen, die Entwicklung und Erprobung neuer Kontrollstrategien zur Dämpfung nichtlinearer Strukturen und die Ausbreitung der Turbulenz in Spannweiten- und Strömungsrichtung. Durch Einsatz neuer numerischer Visualisierungstechniken sollen die relevanten Strukturen identifiziert und verstanden werden. In Ergänzung zum Experiment soll in der Simulation versucht werden, bestimmte Störungen bzw. Strömungsfeldstrukturen direkt zu eliminieren, um so deren Einfluß auf den Transitionsprozeß und die maximal mögliche Dämpfung der Mechanismen zu studieren. Über vorher identifizierte Strukturen kann auch die Wirkung sogenannter Feedback-Control-Algorithmen besser erkannt und optimiert werden. Die Verzögerung der Transition über die Dämpfung kohärenter Strukturen wird hier dazu eingesetzt, ein tieferes Verständnis der Bedeutung dieser Strukturen und somit des Transitionsprozeß zu erhalten.