Das Verhalten von Überschallfreistrahlen, die auf eine feste Oberfläche auftreffen, ist von großer Bedeutung in einer Vielzahl industrieller und raumfahrttechnischer Anwendungen. Im letzten Falle werden mit Hochgeschwindigkeit aufprallende Freistrahlen zum Beispiel in Raketenstartsystemen, Mondlandemodulen und Kurzstartflugzeugen (STOVL) genutzt. Untersucht werden partikelbeladene Überschallfreistrahlen bei Mach-Zahlen von 2,6 - 2,8, die senkrecht auf eine Platte auftreffen. Die disperse Phase besteht aus festen Partikeln mit einer Dichte von 2700 - 7900 kg/m3 und einer Partikelgröße von 10 - 100 Mikrometer. Analysiert werden die Eigenschaften des Freistrahls, der durch eine extrem schlanke Düse (Lavaldüse) erzeugt wird. Anschließend wird das instationäre Verhalten der Wechselwirkung zwischen Freistrahl und Platte mit Hilfe einer neu entwickelten Methode der Mehrfachbelichtungsphotographie geprüft, die mit Druckmessungen auf der Plattenoberfläche synchronisiert wird. Es zeigte sich, dass drei Schwingungstypen existieren, die über eine spektroskopische Analyse der Druckvariationen in der Stoßschicht untersucht wurden. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei auf solche Strömungsfelder gelegt, in denen in der Stoßschicht ein Rezirkulationsgebiet auftritt. Theoretisch und experimentell untersucht wird ferner die Partikeldynamik in stationären und instationären Strömungen. Dies betrifft insbesondere die Bildung einer Partikelwolke vor der Platte. Geprüft wird die Wechselwirkung zwischen Partikeln und der Platte. Diskutiert werden die Bildung der Stoßschicht und der Mechanismus der durch den Partikelaufprall induzierten Lumineszenz.
Unsteady gas flows and particle dynamics in the shock layer formed by the impingement of a supersonic two-phase jet onto a plate
Instationäre Gasströmungen und Partikeldynamik in der durch den Aufprall eines Zweiphasen-Überschallstrahles auf eine Platte erzeugten Stoßschicht
2005
127 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
English
Film-cooling performance in supersonic flows: effect of shock impingement
Online Contents | 2013
|Impingement Tones and Associated Shock Instabilities in Supersonic Plug Nozzle Flows
Online Contents | 2016
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Online Contents | 2016
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