SPP 1207:  Strömungsbeeinflussung in der Natur und Technik

Von der Mobilität der Mikroorganismen und Keimzellen bis zur makroskopischen Formgebung bei Pflanzen und Tieren und den unterschiedlichsten Formen der Lokomotion im Wasser und in der Luft - die Nutzung und die kontrollierte Beeinflussung strömungsdynamischer Prozesse spielen in der belebten Natur eine zentrale Rolle. Dabei hat die biologische Evolution auf den unterschiedlichsten Größenskalen eine Fülle faszinierender Mechanismen und innovativer Adaptionen hervorgebracht, die im Laufe der Selektion für den gegebenen Kontext ganzheitlich optimiert wurden. Ob in den unterschiedlichen Propulsionsformen oder der cleveren Nutzung externer Energieflüsse - in der Natur existieren vielfältige Mechanismen der Strömungsbeeinflussung, die bislang noch völlig unerforscht bzw. in ihrer biologischen Bedeutung oder hinsichtlich ihrer Wirkungsweise im Sinne einer geeigneten Übertragung auf die Technik noch nicht ausreichend verstanden sind.
Ziel des Schwerpunktprogramms ist es, den Austausch und die Wechselwirkung zwischen der Biologie, Strömungsmechanik und Mechanismen der Regelung auf dem dargelegten Gebiet gezielt zu fördern. Das Arbeitsprogramm sieht hinsichtlich der Strömungsbeeinflussung insbesondere Potenzial auf den Gebieten Widerstandsbeeinflussung, Mechanismen zur Reduktion des Energieverbrauchs und Umwandlung von Strömungsenergie. Für eine gesicherte experimentelle und theoretische Basis versprechen neue Methoden der Strömungsmechanik, wie 3-D-laseroptische Strömungsmessverfahren oder finite Volumenverfahren mit Fluid-Struktur-Wechselwirkung, einen wesentlichen Erkenntnisgewinn. Allerdings soll die Entwicklung von numerischen Methoden oder Messtechniken nicht Gegenstand der Forschungsarbeiten sein.
Projekte werden gezielt gefördert, welche die Interaktion der strömungsmechanischen, regelungstechnischen und biologischen Mechanismen behandeln. Sowohl stationäre als auch instationäre Strömungsformen sollen berücksichtigt werden. Ebenso sind Beiträge zu passiven und aktiven Mechanismen der Strömungsbeeinflussung sowie zur Verminderung der strömungsdynamischen Geräuschemission in Natur und Technik willkommen. Nicht gefördert werden sollen Projekte über Strömungen im Inneren von Organismen, Wärme-Konvektionsgetriebene Strömungen und Strömungen in Nanoskalen.

DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme

Internationaler Bezug Schweiz

• Aktive Nutzung instationärer Effekte beim menschlichen Schwimmen (Antragsteller Blickhan, Reinhard ;  Brücker, Christoph )
• Analyse des Gleit- und Schlagfluges an frei fliegenden Vögeln (Antragsteller Konrath, Robert ;  Kähler, Christian Joachim ;  Wagner, Hermann )
• Analyse des Schlagfluges mit elastischen Flügeln (Antragsteller Horst, Peter ;  Radespiel, Rolf )
• Einfluss von Materialparameter auf die Verminderung der Geräuschemission bei der Umströmung poröser Körper (Antragsteller Sarradj, Ennes )
• Entwicklung und Herstellung aktuierter Mikrostrukturen zur Laminarhaltung einer Tragflügelgrenzschicht (Antragsteller Woias, Peter )
• Experimentelle Quantifizierung und numerische Simulation instationärer Strömungsverhältnisse bei Freiflugmanövern von Insekten (Antragsteller Lehmann, Fritz-Olaf )
• Experimentelle Quantifizierung und numerische Simulation instationärer Strömungsverhältnisse bei Freiflugmanövern von Insekten (Antragsteller Lehmann, Fritz-Olaf ;  Wagner, Claus )
• Experimentelle Quantifizierung und numerische Simulation instationärer Strömungsverhältnisse bei Freiflugmanövern von Insekten (Antragsteller Wagner, Claus )
• Experimentelle Studie widerstandsreduzierender Eigenschaften der Delfinhaut: eine Machbarkeitsstudie (Antragstellerin Siebert, Ursula )
• Experimentelle Untersuchungen zur Laminarhaltung einer Tragflügelgrenzschicht mit Hilfe aktiver Wandwellen (Antragsteller Nitsche, Wolfgang )
• Flächige Strömungsregelung mittels verteilter Wandaktuation (Antragsteller King, Rudibert )
• Fortbewegung und Flüssigkeitstransport mit Hilfe von helikalen Flagellen: Das Afrikanische Trypanosom (Antragsteller Stark, Holger )
• Hochgeschwindigkeits-Visualisierungssystem (Antragsteller Tropea, Cameron )
• Interaction Effects in Tandem Configurations of Airfoils with Pitch/Plunging Motion (Antragsteller Tropea, Cameron )
• Koordinierung des Schwerpunktprogramms 'Strömungsbeeinflussung in der Natur und Technik" (Antragsteller Bleckmann, Horst ;  Tropea, Cameron )
• Mechanismus der passiven Strömungsbeeinflussung durch Vibrissen mariner Säugetiere (Antragsteller Dehnhardt, Guido ;  Leder, Alfred )
• Numerische Untersuchungen zur Laminarhaltung durch kontrollierte Wandschwingungen (Antragsteller Rist, Ulrich )
• Strömungsbeeinflussung beim Seepferdchen: evolutiv optimierte Lokomotionsregelung und akustische Emission bei kleinflächigen Antriebssystemen (Antragsteller Delgado, Antonio ;  Schuster, Stefan )
• Strömungsinduzierte Bewegung von Proteinen auf Zelloberflächen: Afrikanische Trypanosomen als Modell (Antragsteller Engstler, Markus ;  Pfohl, Thomas )
• Strömungsphänomene und Lagestabilität fliegender Insekten bei aerodynamisch induzierten Perturbationen (Antragsteller Lehmann, Fritz-Olaf )
• Untersuchung der amöboiden Fortbewegung und Aufbau eines Modellexperiments zur kontrollierten Bewegung von smart fluids (Antragsteller Alt, Wolfgang ;  Resagk, Christian ;  Zimmermann, Klaus )
• Untersuchungen wandnaher Strömungen an aktiv und passiv deformierten Oberflächen zum Verständnis der optimierten Grenzschichtbeeinflussung und effektiven Lokomotion von Fischen (Antragsteller Bleckmann, Horst ;  Brücker, Christoph )
• Untersuchungen zur Reduzierung des turbulenten Widerstands durch wellenförmige Lamellen mit numerischen und experimentellen Methoden (Antragsteller Wassen, Erik )
• Vom Eulenflug zum zukünftigen Tragflügeldesign (Antragsteller Schröder, Wolfgang ;  Wagner, Hermann )
• Wahrnehmung natürlicher und modifizierter hydrodynamischer Reize durch Seehunde mit dem Vibrissen- und Vestibularsystem unter besonderer Berücksichtigung der dreidimensionalen Reizstruktur (Antragsteller Hanke, Wolf )

Sprecher Professor Dr. Horst Bleckmann; Professor Dr.-Ing. Cameron Tropea