Zur Untersuchung der Wechselwirkung angefachter Stoerungen in instabilen dreidimensionalen Grenzschichtstroemungen, ausgehend vom Experiment

Abstract

Der bisher eingeschlagene Weg der Theorie, den laminar-turbulenten Uebergang in Grenzschichtstroemungen vorauszusagen, verfolgt die Betrachtung der Stabilitaet gegen kleine Stoerungen. Er fuehrt auf die Loesung partieller Differentialgleichungen. Bisherige Erfolge beider Behandlung des Problems beschraenken sich auf idealisierte Stroemungen im Bereich kleiner Stoerungen. Zur Beschreibung der spaeteren Stadien des Transitionsprozesses, die durch die Wechselwirkung zwischen den Stoerungen gekennzeichnet sind, muessen geeignete mathematische Modelle und Anfangsbedingungen eingefuehrt werden. Daraus ergeben sich eine Reihe von Fragen an das Experiment. Das Problem die gesuchten Antworten zu finden besteht nicht nur in der detaillierten messtechnischen Erfassung der Stroemungsvorgaenge, die zum laminar turbulenten Uebergang fuehren, sondern auch in der Simulation, denn eindeutige Aussagen werden im allgemeinen nur dann erhalten, wenn es gelingt, die Stroemung zu idealisieren, indem alles weggeschnitten wird, was die zu untersuchenden Phaenomene ueberdeckt und verschleiert. Der Beitrag zeigt die Vorgehensweise am Beispiel der dreidimensionalen Grenzschichtstroemung. Auf die zur Verfuegung stehenden messtechnischen Hilfsmittel wird kurz eingegangen. Das Zusammenwirken zwischen Experiment und Theorie bei der Behandlung des Stabilitaetsproblems wird an einigen experimentellen Ergebnissen aufgezeigt.