Untersuchungen zur kaskadierten Mikro-Ausblasung zur Widerstandsreduktion in turbulenten Grenzschichten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ulrich Rist
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246195626

Der vorliegende Antrag ist Teil einer geplanten internationalen Kooperation mit dem Khristianovich Institut für Theoretische und Angewandte Mechanik der Russischen Akademie der Wissenschaften, Sibirien. Der russische Partner wird seinen Anteil an der Finanzierung bei der Russian Foundation for Basic Research beantragen.Im vorliegenden Projekt soll das Mikro-Ausblasungs-Konzept zur turbulenten Widerstandsreduktion neu belebt werden. Dies erscheint möglich, weil moderne Materialien und neue Fertigungsverfahren die Herstellung glatter, mikro-perforierter Oberflächen gestatten, die keinen rauigkeitsinduzierten Zusatzwiderstand auf die Hauptströmung ausüben. Basierend auf einer ganz aktuellen Beobachtung des russischen Partners (bisher nur an einem einzelnen Ausblasesegment gemacht) kann durch Hintereinanderschalten einzelner Segmente in Strömungsrichtung der zum Erreichen einer bestimmten Widerstandsreduktion erforderliche Massenstrom beträchtlich reduziert werden, was zu einer bisher nicht bekannten Effizienzsteigerung führen sollte.Das Problem wird mit zwei komplementären Techniken untersucht: Detaillierte Windkanalexperimente mit den neuesten Messgeräten in Russland und direkten numerischen Simulationen auf einem Höchstleistungsrechner in Deutschland, die Daten liefern, die nicht durch ein möglicherweise ungeeignetes Turbulenzmodell nachteilig beeinflusst sind, und neue Einblicke erlauben. Sehr einzigartige Ergebnisse können erwartet werden, aus denen man neue qualitative und quantitative Informationen von grundlegender und praktischer Bedeutung extrahieren kann. Vorhersage und Modellierung der Grenzschichtkontrolle über Ausblasen durch mikroperforierte Oberflächensegmente werden verbessert werden und man erhält erstmalig Daten zur Validierung von Turbulenzmodellen für dieses Problem. Die damit verbundenen Gesichtspunkte sind in mehrfacher Hinsicht relevant und adressieren wichtige Aspekte der Treibstoffersparnis und damit der Minimierung der Umweltbelastung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research
• Beteiligte Person: Dr. V. I. Kornilov