Grundlegende experimentelle Untersuchungen zur Stabilitaet dreidimensionaler Grenzschichtstroemungen

Abstract

Zur physikalischen Beschreibung des Stabilitaetsproblems dreidimensionaler Grenzschichtstroemungen wurde ein grundlegendes Experiment durchgefuehrt. Durch ein entsprechend ausglegtes Modell wurde eine Grundstroemung simuliert, die derjenigen begleitender Stabilitaetsrechnungen sehr nahekommt. Vergleiche zwischen Experiment und Theorie ergaben, dass die lineare Stabilitaetstheorie die instabilsten Stoerungen in Frequenz, Wellenlaenge und Ausbreitungsrichtung richtig vorhersagt nicht aber deren raeumliche Entwicklung. Ursache dieser Diskrepanz ist die dreidimensionale Deformation der Grenzschicht durch die stationaeren Querstroemungswirbel. Sie fuehrt zu sekundaeren Instabilitaetsentwicklungen die nur durch nichtlineare Theorien beschrieben werden kann. Vergleiche der experimentellen Beobachtungen mit sekundaerer Stabilitaetstheorie und numerischer Simulation zeigen jedoch, dass eine Uebereinstimmung nur dann erzielt werden kann, wenn diese bezueglich der Anfangsbedingungen ausreichend an das Experiment angepasst werden koennen. Um dies sachgerecht durchzufuehren, muessen die Kenntnisse zum Receptivity Problem erweitert werden.