Wechselwirkung eines Freistrahls mit einem Untergrundgas im verdünnten Strömungsbereich

Abstract

Die Wechselwirkung eines Freistrahls mit einem Untergrundgas wurde theoretisch und experimentell untersucht. Die Modellierung des Intensittsverlustes des Strahls fuehrte auf ein analytisches Rechenmodell zur Beschreibung der Strahl-Untergrund-Wechselwirkung. Das Eindringen des Untergrundgases in den Freistrahl wird durch die Abschirmlaenge charakterisiert, die eine Funktion der Ruheteilchendichte des Strahls ist. Durch Einfuehrung von signifikaten Abstaenden wird das Stroemungsfled der Wechselwirkung strukturiert. Die Auspraegung der Wechselwirkung wird durch den Eindringparameter K nb beschrieben. Unter Verwendung einer Teilchenflusssonde wurden die Abschirmlaenge und die Struktur des Stroemungsfeldes der Strahl-Untergrund-Wechselwirkung experimentell bestimmt. Hierdurch wurde die Modellbildung bestaetigt. Es wurde einegute Uebereinstimmung zwischen Theorie und Experiment erzielt. Durch die Einfuehrung einer modifizierten Abschirmlaenge kann das vorgestellte Rechenverfahren auch im Bereich der staerkeren Strahl-Untergrund-Wechselwirkung angewendet werden. Hierdurch existiert nun ein ingenieurmaessiges Rechenmodell zur Beschreibung dieser Wechselwirkung.