FOR 1779:  Aktive Widerstandsreduktion durch wellenförmige Oberflächenoszillation

• Fachliche Zuordnung: Wärmetechnik/Verfahrenstechnik ; Informatik, System- und Elektrotechnik ; Maschinenbau und Produktionstechnik ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 202175528

Der Gesamtwiderstand der Verkehrssysteme Flugzeug, Schiff und Zug wird maßgeblich durch den Reibungswiderstand bestimmt. Der bisherige Ansatz zur Reduktion des Reibungswiderstands basiert infolge der geringeren Wandschubspannungen der laminaren im Vergleich zur turbulenten Grenzschicht auf der Stabilisierung der laminaren Grenzschicht, an der seit den 1960er-Jahren gearbeitet wird.
Die untersuchten aktiven und passiven Maßnahmen haben jedoch eine erhebliche Gewichts- und Komplexitätszunahme zur Folge, die den tatsächlichen Nutzen einer hybriden Strömungskontrolle einschränkt. Im Gegensatz zur Laminarhaltung mit energieaufwendiger Absaugung kann die turbulente Grenzschicht zur Reduktion des Widerstands durch die lokale Beeinflussung der wandnächsten kohärenten Turbulenzstrukturen mit energieminimalen Störungen verändert werden.
In der Forschergruppe soll die energieeffiziente Beeinflussung der wandnahen kohärenten Strukturen bzw. die Abschwächung der Turbulenzproduktion infolge Interaktion mit dem wandnahen Strömungsfeld durch in Spannweitenrichtung laufende transversale Oberflächenwellen erreicht werden, die zu einer Stabilisierung der wandnahen Streak-Strukturen führen. Dementsprechend gehört der verfolgte Forschungsansatz in den Bereich der technologieorientierten Turbulenzforschung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Entwicklung eines echtzeitfähigen Aktuator-Sensor-Netzwerks (Antragsteller van Waasen, Stefan )
• Experimentelle Analyse des Reibungswiderstands oberhalb bewegter Oberflächen (Antragsteller Schröder, Wolfgang )
• Formgebung großflächiger metallischer Oberflächen mit Ribletstrukturen (Antragsteller Hirt, Gerhard )
• Numerische Analyse des Reibungswiderstands oberhalb bewegter Oberflächen (Antragsteller Schröder, Wolfgang )
• Numerische Fluid-Struktur-Kopplungsverfahren für hochfrequente Oberflächenbewegungen (Antragsteller Dahmen, Wolfgang )
• Regelung zur Reduktion des Reibungswiderstands in subsonischer Strömung (Antragsteller Abel, Dirk )
• Verhalten strukturierter Bleche bei VHCF Beanspruchung (Antragsteller Beck, Tilmann )
• Zentralprojekt (Antragsteller Schröder, Wolfgang )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Schröder