Untersuchungen zur Dynamik laminarer Ablöseblasen mit der zeitauflösenden particle image velocimetry

In dieser Arbeit werden Messungen an laminaren Ablöseblasen am Profil 507003 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. Da" 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.