Neben den traditionellen Methoden der Strömungssteuerung ergibt sich eine weitere Möglichkeit zur aktiven Einwirkung bei einem elektrisch leitfähigen Fluid. Durch das Anlegen elektromagnetischer Felder lässt sich im Fluid eine Volumenkraft, die Lorentz-Kraft, erzeugen. In Abhängigkeit von der elektrischen Leitfähigkeit sigma des Fluids kann man zwischen zwei Varianten unterscheiden. Bei hohen Leitfähigkeiten (Flüssigmetalle mit sigma annähernd gleich 106 Sm-1) entstehen beim Anlegen eines externen Magnetfeldes in der Strömung hohe Stromdichten. Bei kleiner Leitfähigkeit von sigma annähernd gleich 10 Sm-1 (Elektrolyte, Meerwasser) sind die mit einem Magnetfeld moderater Stärke (annähernd gleich 1 T) angeregten Ströme zu klein, um die Strömung des Fluids merklich zu beeinflussen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Einfluss einer wandparallelen Lorentz-Kraft auf grundlegende Strömungssituationen der Überströmung ebener Platten und der Strömungsablösung an Zylindern und symmetrischen Tragflügelprofilen. Das bisher nur theoretisch und numerisch vorhergesagte exponentielle Geschwindigkeitsprofil einer elektromagnetisch beeinflussten laminaren Plattengrenzschicht konnte erstmals im Experiment nachgewiesen werden. Die Experimente zur Wirkung einer wandparallelen Lorentz-Kraft auf eine laminare, turbulente sowie Übergangsgrenzschicht zeigten eine starke Wirkung dieser Kraft auf das Grenzschichtprofil. Für technische Anwendungen muss die direkte Nutzung der Lorentz-Kraft gegenüber bewährten Methoden, wie der Umwandlung elektrischer in mechanische Energie im Elektromotor, konkurrenzfähig sein.
Elektromagnetische Strömungskontrolle mit wandparallelen Lorentz-Kräften in schwach leitfähigen Fluiden
2006
252 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
Dissertation , Literaturübersicht , Strömungszustand , elektromagnetische Steuerung , Lorentz-Kraft , elektrisch leitfähige Flüssigkeit , elektromagnetisches Feld , Flüssigmetall , Magnetfeld , Tragflügelumströmung , Strömungsabriss , Geschwindigkeitsprofil , laminare Grenzschicht , Kreiszylinderumströmung , Reynolds-Zahl
Aktive Stromungskontrolle an spaltlosen Hochauftriebskonfigurationen
British Library Conference Proceedings | 2009
|AKTUATOREN ZUR STRÖMUNGSKONTROLLE AN OBERFLÄCHEN AERODYNAMISCHER PROFILE
European Patent Office | 2018
|Aktuatoren zur Strömungskontrolle an Oberflächen aerodynamischer Profile
European Patent Office | 2022
|