Three-sensor hotwire measurements of two-point correlations in a flat plate boundary layer at Re=70.000.000

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Schröder
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2000 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5269932

In dem geplanten Forschungsvorhaben sollen im Deutsch-Niederländischen Windkanal in der turbulenten Plattengrenzschicht ohne Druckgradient neben den Profilen der zeitlich gemittelten Geschwindigkeitskomponenten Zwei-Punkt-Korrelationen in sechs Ebenen parallel zur Plattenoberfläche bei Reynoldszahlen bis zu 70 Millionen gemessen werden, so dass der Reynoldssche Spannungstensor sowie turbulente Längenmaße bestimmt werden können und Isotropie bzw. Anisotropie ermittelt werden kann. Die Messungen sollen mit der im Aerodynamischen Institut entwickelten Drei-Sensor-Hitzdrahtmesstechnik durchgeführt werden. Eine Sonde soll auf einer Traverse befestigt werden, so dass bis zu 1000 Punkte in mehreren Ebenen parallel zur Plattenoberfläche relativ zur fest montierten zweiten Hitzdrahtsonde erfasst werden können. Weiterhin sind PIV-Messungen zur Ermittlung der Strömungsstruktur in horizontal ausgerichteten Ebenen vorgesehen. Die vermessenen Ebenen liegen im logarithmischen und im Außenbereich der Grenzschicht, um das neue exponentielle Geschwindigkeitsgesetz für den Außenbereich experimentell zu verifizieren. Ziel der Messungen wird sein, einerseits die neue Gesetzmäßigkeit im Außenbereich einer Grenzschichtströmung nicht nur durch die mittlere Geschwindigkeit zu belegen, sondern auch durch den Vergleich der Theorie mit gemessenen Daten des Zwei-Punkt-Korrelationstensors, andererseits Daten für Grenzschichten großer Reynoldszahlen zu bestimmen, um vorhandene Turbulenzmodelle und LES-Ansätze zu überprüfen und die Qualität der PIV-Korrelationsdaten anhand der Hitzdrahtmessungen zu analysieren. Die Daten werden darüber hinaus in dem Forschungsvorhaben von Prof. Eckhardt und Dr. Oberlack "Zwei-Punkt-Korrelationen turbulenter Grenzschichtströmungen" zur Validierung der Erkenntnisse aus den Lie-Symmetrien bezüglich des Skalenverhaltens turbulenter Grenzschichten benötigt.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Wolfram Limberg