Experimentelle Untersuchung der instationären Strömungsstrukturen im Nachlauf eines in Wandnähe bewegten stumpfen Körpers

Kurzfassung

Gleisseitig induzierte Luftgeschwindigkeiten spielen für das Design von Zügen eine große Rolle. In den Technischen Spezifikationen für Interoperabilität (TSI) werden die zulässigen Maximalwerte festgelegt. An der Tunnelsimulationsanlage Göttingen (TSG) können maßstabsgetreue Modelle von Schienenfahrzeugen unter realen Bedingungen untersucht werden. Das typische Strömungsfeld eines Zugmodells kann in vier Bereiche eingeteilt werden: Kopfwelle, Grenzschicht, Heckwelle und Nachlauf. Mit Strömungsmessungen am Modell wurde angestrebt, Strukturen zu identifizieren, welche die Nachlaufströmung dominieren. Mit Hitzdraht-Anemometrie (HDA) und High-Speed Particle Image Velocimetry (HS-PIV) wurden Strömungsgeschwindigkeiten an ausgewählten Punkten gemessen, um den Nachlauf im Hinblick auf dominante Strukturen zu untersuchen. Zusätzlich wurde eine Modalanalyse der charakteristische Dynamik des Strömungsfeldes nach dem Prinzip der Dynamic Mode Decomposition (DMD) durchgeführt. / Trackside induced flow velocities play a major role in train designs. The Technical Specifications for Interoperability (TSI) specify the maximum values and requirements. The tunnel simulation facility Göttingen (TSG) enables scale models of rail vehicles to be be tested under real conditions. The typical flow field of a train model can be divided into four regions: head region, boundary layer, rail region and near wake. Flow measurements on the model could be used to detect structures, that dominate the near wake flow field. Using hot-wire anemometry (HWA) and High-Speed Particle Image Velocimetry (HS-PIV) flow velocities could be measured at chosen points in order to investigate the near wake respectively to dominant structures. Furthermore a modal analysis of the characteristic dynamics in the flow field using Dynamic Mode Decomposition (DMD) was performed.