Experimente zur dreidimensionalen Zentrifugalinstabilitaet

Abstract

Obwohl in der Praxis Grenzschichtstroemungen einer Natur sind, wurde in der Vergangenheit die Wirkung der Zentrifugalinstabilitaet nur in zweidimensionalen Stroemungen untersucht. Der wesentliche Unterschied zum dreidimensionalen Fall ist in der dort gleichzeitig auftretenden Querstroemungsinstabilitaet zu sehen. Neuerdings durchgefuehrte theoretische Untersuchungen von Bassom and Hall machen lediglich asymptotische Aussagen und ermoeglichen keine quantitativen Angaben zur Stabilitaet solcher Stroemungen. Es wurde daher ein Experiment aufgebaut, das es ermoeglichen soll, die Wirkung der Zentrifugalinstabilitaet in dreidimensionalen Grenzschichten zu beurteilen. Es wurde versucht, die besonderen physikalischen Aspekte aufzuzeigen und quantitative Daten zur Ueberpruefung hinsichtlich Oberflaechenkruemmung erweiterter Stabilitaetsanalysen zu liefern, wie sie derzeit ausgearbeitet werden. Als Modell diente ein Fluegel mit ausgedehntem konkavem Segment. Zur Anpassung an die den Stabilitaetsanalysen zugrunde gelegten idealisierten Stroemung wurden unendlich schiebende Bedingungen approximiert. Mit Hilfe der Hitzdrahtanemometrie durchgefuehrte Stroemungsfeldmessungen zeigten die Entwicklung der Stoerstroemung bis zum Zusammenbruch der laminaren Stroemung. Die Messung der wandparallelen Geschwindigkeitskomponenten erlaubte insbesondere auch die Erfassung der Querstroemung.