Kontrolle der querströmungsinduzierten laminar-turbulenten Transition in einer 3D-Grenzschichtströmung mittels Plasmaaktuatoren

• Antragsteller: Dr.-Ing. Markus J. Kloker
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280894121

Mit der Methodik der direkten numerischen Simulation soll die Kontrolle der laminar-turbulenten Transition in 3D-Grenzschichtströmungen mit Querströmung durch Plasmaaktuatoren untersucht werden. Solche Grenzschichtströmungen treten an gepfeilten Flügeln auf, speziell aber auch an Rotorblättern von Windkraftanlagen im Betrieb, bei denen die Anströmturbulenz größer ist als an Flugzeugflügeln beim Flug in relativ großen Höhen. Bisher wurden bezüglich des Flugfalles kontrolliert aufgebrachte Rauigkeitsreihen oder Absaugung zur Kontrolle der 3D-Grenzschichtströmungen angewendet, aber Plasmaaktuatoren sind einfacher regelbar und erzeugen eine Volumenkraft, die sich lokal über die gesamte Grenzschichtdicke erstrecken kann. Mit diesen bisher in 2D-Grenzschichtströmungen erprobten Aktuatoren können die in 3D-Grenzschichten auftretenden stehenden und laufenden Querströmungswirbel gezielter beeinflusst werden. Hauptziel dieses Vorhabens ist es, aufbauend auf ersten Untersuchungen zur Beeinflussung von stehenden Querströmungswirbeln speziell die Kontrolle von Anströmturbulenz-generierten laufenden Moden zu untersuchen, um die Anwendungsmöglichkeit von Plasmaaktuatoren an Rotorblättern von Windkraftanlagen zur Laminarhaltung und damit Verbesserung des Wirkungsgrades zu überprüfen. Als generische Grundströmung dient die des neuen Prinzipexperimentes am DLR Göttingen, was eine spätere direkte Überprüfung der Ergebnisse mit Experimenten erlaubt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen