Messung der Momentanwerte aller drei Geschwindigkeitskomponenten eines Wirbelsystems mittels der Doppler Global Velozimetrie

Abstract

Die strömungsphysikalischen Vorgänge über einem angestellten Deltaflügel sind bis heute noch nicht vollständig verstanden. Schon bei kleinen Anstellwinkeln bilden sich Wirbel über dem Flügel aus. Die Stabilität dieser Wirbel hat einen erheblichen Einfluß auf den Auftrieb des Flügels. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das dreidimensionale Geschwindigkeitsfeld über einem angestellten Deltaflügel untersucht und theoretische Kriterien für die Stabilität der auftretenden Wirbel bestätigt. Um die Stabilitätskriterien experimentell zu belegen, wurde der dreidimensionale Geschwindigkeitsvektor in einer Ebene mit der Doppler Global Velozimetrie für verschiedene Kombinationen aus Anstellwinkel und Flügelpfeilung gemessen. Die Doppler Global Velozimetrie (DGV) nutzt die Dopplerverschiebung von eingestrahltem Laserlich an Streuteilchen aus, die der Strömung zugeführt wurden. Mit dem vorgestellten Meßverfahren ist es möglich, quantitative Informationen über die Geschwindigkeitsverteilung in den Wirbelkernen zu erhalten. Hierdurch war ein Vergleich mit theoretischen Stabilitätsvoraussagen möglich, nach denen die Instabilität der Wirbel durch Rückströmgebiete in axialer Richtung nahe der Wirbelachse gekennzeichnet sind