Widerstandsreduktion für Innenströmungen durch 'gedimpelte Oberflächen'

通过“凹坑表面”减少内部流动的阻力

• 批准号: 5448719
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Michael Breuer
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Strömungsmechanik (LSTM)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5448719?language=en
• 关键词: Widerstandsreduktion; Innenstr; mungen; durch; gedimpelte

Zur Widerstandsreduktion von wandgebundenen turbulenten Strömungen wurde vor einiger Zeit die Dimple Technik vorgeschlagen. Dies sind neuartige Oberflächenstrukturen in Form von flachen Dellen, welche die wandnahe Strömung beeinflussen. Das Ziel des vorliegenden Antrags ist es, den sogenannten Dimple Effekt für Innenströmungen zu untersuchen. Hierzu sollen einerseits direkte numerische Simulationen (DNS) für gedimpelte Kanäle zum Einsatz kommen und andererseits experimentelle Untersuchungen im Flachkanal des LSTM Erlangen für die gleiche Geometrie durchgeführt werden. Das endgültige Ziel ist es, den zugrundeliegenden physikalischen Mechanismus aufzuklären. Hintergrund der Arbeiten bildet ein bisher nicht verstandener Effekt, der das Design sowohl von Schiffen, Fahr- und Flugzeugen aber auch die Gestaltung von Wandungen von Rohr- und Kanalsystemen revolutionieren könnte. Experimentell konnte für Außenströmungen bereits nachgewiesen werden, dass durch spezielle Mulden in der Oberfläche eines turbulent umströmten Körpers der Strömungswiderstand dramatisch (kleiner als 20%) gesenkt werden kann. Die praktische Umsetzung dieser Technik, auch für Innenströmungen durch Kanäle und Rohre, hätte gewaltige Einsparmöglichkeiten bezüglich des Energieverbrauchs beispielsweise in vielen Anlagen der Verfahrenstechnik zur Folge. Bisher fehlt jedoch noch jegliches Verständnis, wie die Reduktion des Strömungswiderstands zu Stande kommt. Ferner ist der Nachweis noch nicht erbracht, dass der Effekt auch für Innenströmungen funktioniert. Fragen der Grundlagenuntersuchungen und der Nutzung in Innenströmungen sollen durch den vorliegenden Antrag beantwortet werden. Geplant sind hierzu DNS-Berechnungen einer gedimpelten Kanalströmung, die erlauben, die physikalischen Vorgänge in der Umgebung der Dimples im Detail zu studieren und die zugrundeliegenden physikalischen Mechanismen der auftretenden Reibungsminderung aufzuklären. Parallel dazu durchzuführende experimentelle Untersuchungen sind bei dieser Studie unverzichtbar, da sie einerseits die Basis für die Verifikation der Simulationen liefern und andererseits deutlich einfacher und schneller gestatten, Parametereinflüsse (z.B. Reynolds-Zahl) auf die Druckverlustreduktion zu bestimmen. Nur wenn der Mechanismus im Detail verstanden wird und alle Einflussfaktoren bekannt sind, kann er optimal in praktischen Anwendungen zur Reduktion des Energieverbrauchs eingesetzt werden.

这句话的意思是：我的意思是，这是一种很难理解的现象。这是一种新的形式，是一种新的形式，也是一种形式。他说：“这是一件非常重要的事情。”所有的数字模拟(DNS)都是由以下几个方面的实验完成的：Untersuhugen in Flachkanal des Erlangen für die gleiche geleiche gericrie dechgeführt werden.他说：“这是一件很重要的事情。”在Bisher NICHET VERSTANEMENT Effekt，Das das Design sowohl von Schiffen，Fahr-und Flugzeugen aber auch die die Gestaltung von Wandungen von Rohr-and Kanalyen Revolutionieren Knnte.Konnte fürúEnströmungen bereits nachgewiesen，dass dass Spezielle Mulden in der Oberfläche eines stströmten Körpers der Strömungswderstand戏剧性(Kleiner ALS 20%)gesenkt weden kann.从技术上来说，这是一种新技术、新技术和新技术的结合。他说：“我不知道你的名字是什么，我也不知道。”这是一件非常重要的事情，我也不想做。在Innenströmungen Sollen dch den vorliegenden Antrag beantwortet in Innenströmungen Sollen dch den vlliegenden Antrag beantwortet.从现在开始，我们将学习更多的细节和更多的知识，而不是更多的知识。平行的Dazu duchzuführende实验是对柴油研究的基础，它的基础是仿真验证和Schneller妊娠期的设计，参数是Reynolds-Zahl的参数。从细节上看，所有这些都是最好的，也是最好的选择。