Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Einfluss eines wachsenden Schiebewinkels auf fundamentale Transitionsszenarien in einer Serie dreidimensionaler Plattengrenzschichten mit druckinduzierten laminaren Ablöseblasen. Virtuelle Transitionsexperimente mittels räumlicher direkter numerischer Simulation (DNS) auf Basis der inkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen eröffnen dabei einen detaillierten und realistischen Einblick in die einzelnen Transitionsstadien bis in die frühe turbulente Strömung. Im Bereich der linearen Störungsanfachung werden diese Simulationen durch Ergebnisse der linearen, parabolisierten Stabilitätsgleichungen (PSE) und der linearen Stabilitätstheorie (LST) vorbereitet, ergänzt und validiert. Die betrachtete unendlich schiebende Konfiguration stellt die schiebend angeströmte Erweiterung der von Rist untersuchten nicht schiebenden Vorderkantenblase dar. Schiebewinkeleinflüsse auf diese generische Grundströmungsserie schiebend angeströmter Ablöseblasen (kurz als 'schiebende Ablöseblasen' bezeichnet) wurden im Vergleich zum nicht schiebenden Referenzfall anhand folgender Leitthemen untersucht: 1. Die allgemeine Topologie schiebender laminarer Ablöseblasen. 2. Analyse, Visualisierung und Abgrenzung der auftretenden Transitionsstadien. 3. Identifizierung der im Rahmen des untersuchten Störmodells effektivsten Störkombinationen, die für einen gegebenen Schiebewinkel die früheste Transition auslösen. 4. Untersuchungen zum Einfluss der bei schiebenden Ablöseblasen neu auftretenden Querströmungsinstabilitäten. Für praktische Anwendungen der linearen Stabilitätstheorie (LST) beziehungsweise der linearen, parabolisierten Stabilitätsgleichungen (PSE) sind Genauigkeit und Anwendbarkeit beider Methoden in schiebenden Konfigurationen von prinzipiellem Interesse.
Schiebewinkeleinflüsse auf druckinduzierte laminare Ablöseblasen in dreidimensionalen Grenzschichten
2006
206 Seiten, Bilder, Tabellen, 92 Quellen
Theses
German