Nachlaufuntersuchungen hinter einem Zylinder mit Particle Image Velocimetry (PIV)

Abstract

Die klassischen Betrachtungen des laminar-periodischen Zylindernachlaufs (40<Re<150) gehen von dem Ideal eines unendlich langen Zylinders und damit von der Zweidimensionalität der Nachlaufstruktur aus. In neueren Untersuchungen wurde erkannt, daß sich durch verschiedene Randbedingungen und damit verbundene Wandgrenzschichtdicken dreidimensionale Strukturen ergeben, die erstaunlicherweise nur bestimmte diskrete Zustände annehmen können. Zur weiteren Untersuchung dieser Strukturen wurde Particle Image Velocimetry (PIV) angewandt, ein Meßverfahren zur quantitativen Bestimmung des momentanen Geschwindigkeitsfeldes. Mit ihr ist es möglich simultan und berührungslos das Geschwindigkeitsfeld einer Strömung zu einem Zeitpunkt in den Grenzen der Abbildbarkeit auszumessen. Dadurch können instationäre Strömungsstrukturen quantifiziert werden, die mit zeitgemittelten Meßverfahren nicht auflösbar sind. Dieser Vorteil der PIV-Technik wurde genutzt, um bisher unbeantworteten Fragen des laminar-periodischen Kreiszylindernachlaufs, insbesondere der nach der Zirkulation der Karmanwirbel nachzugehen