Untersuchung künstlich angeregter Instabilitäten in einer zweidimensionalen laminaren Grenzschichtströmung mit Hilfe der Particle Image Velocimetry

Abstract

Künstlich angeregte Instabilitäten werden im linearen Entwicklungsbereich experimentell mit der Hitzdrahtanemometrie und theoretisch durch Stabilitätsrechnungen erfaßt. Die experimentell ermittelten Anfachungsraten, Phasengeschwindigkeiten und Störprofile stimmen sehr gut mit den theoretischen Daten überein. Ein auf der Basis periodischer Druckschwankungen arbeitender Störerzeuger ermöglicht es, sowohl den fundamentalen als auch den subharmonischen Transitionstyp zu erzeugen. Im Transitionsbereich wird eine für die Untersuchung von Grenzschichtinstabilitäten neue Meßmethode eingesetzt, die Particle Image Velocimetry (PIV). Dabei hat sich eine gute Uebereinstimmung von PIV- mit Hitzdrahtmessungen und theoretischen Ergebnissen gezeigt, die die Anwendbarkeit der PIV-Messmethode zur Untersuchung von Grenzschichtinstabilitaeten erstmals demonstriert. Die PIV-Ergebnisse zeigen fuer einen konstanten Anregungspegel, daß sich der Transitionsprozeß beim subharmonischen Transitionstyp bei kleineren Reynoldszahlen abspielt als beim fundamentalen. Mit einem Laser-Lichtschnitt-Verfahren werden Visualisierungsbilder im Transitionsbereich gemacht.