Turbulenz und Strömungskontrolle I

Isoflächendarstellung von turbulenten Wirbelstrukturen in freier Scherströmung

 

Bestimmt hat jeder schon einmal turbulente Strömungen gesehen (z.B. Zigarettenrauch) oder sie am eigenen Leib gespürt, wenn man im Flugzeug ordentlich durchgeschüttelt wird. In technischen Anwendungen spielt die Turbulenz eine äußerst wichtige Rolle. Sie ist u.a. verantwortlich für hohe Reibungsverluste, Vibrationen und Lärmentstehung. Doch auch positive Effekte lassen sich mittels Turbulenz erziehlen, wie zum Beispiel die Verzögerung von Strömungsablösung oder die Verbesserung von Mischungsprozessen.

Im ersten Semester dieser Lehrveranstaltung werden wir turbulente Strömungen phänomenologisch einführen und aktuelle Analyse- und Modelierungswerkzeuge vorstellen. Im Zusammenspiel mit interaktiven Messübungen, werden die Eigenschaften und dominanten Strömungsstrukturen (wie z.B. Wirbel) an generischen Konfigurationen erklärt. Die grundlegenden Mechanismen werden dabei stets auf  technisch relevante Strömungen wie z.B. am Flügel, um Fahrzeuge oder in Turbomaschinen bezogen.

Inhalt der Vorlesung:

 

• Was ist Turbulenz? Wie entsteht sie? -> Phänomenologie
• Grundlagen (RANS- und Energiegleichung)
• Statistische Methoden der Turbulenz (Momente, Korrelationen, Spektren)
• Turbulenzmodellierung
• Beispiele für Scherströmungen

 

Inhalt der Übung:

 

• Vorlesungsbegleitung durch Beispiele, Rechnungen und Herleitungen
• Methodenvertiefung (Korrelation, Fouriertransformation)
• Messübung (Versuch, Auswertung, Dokumentation)
• Hausaufgaben (Messdatenauswertung, Rechenübungen)
• Institutseigenes Wiki (Nutzen und Erstellen von Inhalten)

2.Semester behandeln wir auf Basis der erlernten Grundlagen den Aspekt der Strömungskontrolle. Wir führen die lineare Stabilitätstheorie turbulenter Strömungen ein und behandeln damit die Entstehung großsklaliger Strömungsstrukuren und deren Kontrolle. Darüberhinaus werden aktuelle, technische Methoden zur Strömungsbeeinflussung vorgestellt.  

Zeit und Ort

VL: Di 12:15-13:45 Uhr EB 407 (1. Vorlesung am 16.10.18)
UE: Do 14:15-15:45 Uhr C 264 (1. Übung am 18.10.18)

Es ist keine Anmeldung erforderlich.

Leistungspunkte

2 STE (4 SWS), 6 Leistungspunkte

Hinweise

Der Online-Anteil und aktuelle Hinweise der Veranstaltung sind nur über die Online-Plattform "ISIS" zugänglich. Alle Teilnehmer der Veranstaltung sollten dort registriert sein.

Turbulenz und Strömungskontrolle in Isis

Ansprechpartner

Dr.-Ing. K. Oberleithner
M.Sc. Tom Tanneberger