Ein Beitrag zur rechnerischen Erfassung von Fehlerkorrekturen bei Hitzdraht-Turbulenzmessungen

Kurzfassung

Im vorliegenden Beitrag werden Korrekturen solcher Fehler theoretisch behandet, die bei Hitzdrahtmessungen statistischer Turbulenzgrößen entstehen, wenn die Abmessungen der Sonde zu groß sind, um die Turbulenzbewegung vollständig auflösen zu können. Nach einem einleitenden Überblick über bisher zu diesem Thema bekannt gewordene Arbeiten wird ein allgemein gültiges Gleichungssystem zur Berechnung der Korrekturen des Reynoldsschen Spannungstensors aufgestellt. Die für dessen Anwendung benötigten Informationen über die Feinstruktur turbulenter Strömungen werden aus der auf Kolmogorov zurückgehenden Theorie der lokal-isotropen Turbulenzfelder in Verbindung mit veröffentlichten Versuchsergebnissen gewonnen. Es werden numerische Lösungen für die Zweipunkt-Korrelationsfunktionen bereitgestellt. Einzelheiten über die Anwendung der Rechnungen werden im Zusammenhang mit speziellen Sondertypen diskutiert. Als besonders wichtiges Problem wird die experimentelle Bestimmung der Turbulenzdissipation einschließlich der erforderlichen Korrekturen abgehandelt. Es wird auf die Gültigkeitsgrenzen der Theorie bei wandnahen Strömungen hingewiesen, die Brauchbarkeit der Rechnungen im Vergleich mit systematischen Versuchsergebnissen geprüft, sowie eine Serie von Rechenergebnissen im Gültigkeitsbereich der logarithmischen Geschwindigkeitsverteilung wiedergegeben und besprochen. Abschließend wird auf die Erfassung der Korrekturen in intermittierenden Turbulenzgebieten eingegangen.