Experimentelle Untersuchungen zur kritischen Rauigkeitshöhe und rauigkeitsinduzierten laminar-turbulenten Transition in einer laminaren Grenzschicht

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ulrich Rist
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250568929

Der Einfluss von Wandrauigkeit auf die laminar-turbulente Transition hat gerade im Zusammenhang mit aktuellen Anstrengungen zur Widerstandsreduktion in Grenzschichten erhöhte Bedeutung erlangt. Um theoretische Untersuchungen zu unterstützen, die in mehreren europäischen Ländern unternommen werden, bedarf es eindeutig einer experimentellen Untersuchung zur Validierung der jüngsten Entwicklungen in der linearen Stabilitätstheorie und deren Brauchbarkeit zur Vorhersage der kritischen Rauigkeitshöhen in einer laminaren Grenzschicht. Die vorliegenden Experimente sind dazu gedacht, Einblicke in die ablaufenden Mechanismen zu gewinnen und Annahmen und Ergebnisse der Theorie zu überprüfen und gegebenenfalls zu validieren. Eine überaus einzigartige Laminar-Wasserkanal-Anlage mit sorgfältig kontrolliertem sehr niedrigem Turbulenzgrad steht für die vorliegenden Untersuchungen zur Verfügung. Strömungsvisualisierungen, Heißfilm-Messungen, Untersuchungen mit linearer Stabilitätstheorie und PIV-Messungen sollen an der Universität Stuttgart durchgeführt werden. Grundströmungsdaten, Ergebnisse der 3D globalen linearen Stabilitätstheorie und direkte numerische Simulationen werden von internationalen Partnern der KTH Stockholm, Schweden und der ENSAM (ParisTech), Frankreich beigetragen. Im Gegenzug sollen die experimentellen Ergebnisse von allen drei Forschungsgruppen gleichermaßen genutzt werden. Dies bietet zahlreiche Synergieeffekte, da die beantragte DFG-Sachbeihilfe sich auf die Finanzierung der experimentellen Arbeiten beschränkt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen