In der Arbeit werden Messungen an laminaren Ablöseblasen am Profil SD7003 vorgestellt. Für die Messungen wurde die zeitauflösende Particle Image Velocimetry verwendet, wodurch die flächenhafte Erfassung der dynamischen Prozesse möglich ist. In die Strömung wurde keine künstliche Störung eingebracht. Zu Beginn der Arbeit wird ein Auswerteverfahren für zeitaufgelöste PIV Bildsequenzen vorgestellt, durch das die Genauigkeit deutlich gesteigert werden kann. Kern des Verfahrens ist die Optimierung des zeitlichen Abstandes zwischen den korrelierten Bildern zur Berechnung der Geschwindigkeit an einem Ort. Hierdurch wird der Dynamikbereich deutlich erweitert. Das Verfahren wird theoretisch analysiert und anhand von synthetischen sowie experimentellen Daten validiert. Die präsentierten Messergebnisse widmen sich der laminaren Ablöseblase. Für die Gültigkeit der Messungen über einen weiten Bereich wurden sowohl der Anstellwinkel als auch die Reynoldszahl variiert. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung der strömungsmechanischen Prozesse bei den verschiedenen Konfigurationen. Um die Struktur der Ablöseblasen richtig erfassen zu können, wurden zum einen Messungen mit einem Lichtschnitt normal zum Profil und zum anderen mit einem parallel zum Profil ausgerichteten Lichtschnitt durchgeführt. Durch die flächenhaften zeitaufgelösten Messungen können die Kelvin-Helmholtz Instabilitäten aufgelöst und als maßgeblicher Transitionsmechanismus identifiziert werden. Das Flapping der Blase kann auf kleine, bereits in der Anströmung vorhandene Störungen zurückgeführt werden.

    In this thesis measurements of the laminar separation bubble on a SD7003 airfoil are presented. These measurements were performed by means of the time-resolved Particle Image Velocimetry which allows capturing the dynamical processes in a plane. At the beginning, a new evaluation approach for image sequences is presented which increases the accuracy significantly. The increase in accuracy is obtained by means of the optimization of the temporal distance between the correlated images. The theoretical background of this method is analyzed in detail and a validation by means of synthetical and experimental data is done. Thereafter, the results of the laminar separation bubble measurements are given. The bubble was investigated at several angle of attacks and Reynolds numbers. The results of the different configurations show a good agreement. In order to capture the structure of the laminar separation bubbles, two experimental setups were realized. In the first experimental setup the light sheet was aligned perpendicular to the airfoil surface. In the second setup the light sheet was aligned parallel to the airfoil surface. Due to the time resolved measurements in a plane, the Kelvin-Helmholtz instabilities are resolved and identified to be the most important mechanism for transition. The flapping of the separation bubble is ascribed to small disturbances which are already present in the oncoming flow.


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    Titel :

    Untersuchungen zur Dynamik laminarer Ablöseblasen mit der zeitauflösenden Particle Image Velocimetry


    Beteiligte:
    Hain, Rainer (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2008


    Format / Umfang :

    135 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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