In diesem Beitrag werden zeitaufgelöste, volumetrische Messungen am SD7003-Profil vorgestellt, welche in einem Wasserschleppkanal bei einer Reynoldszahl von 60.000 und einem Anstellwinkel von 4 durchgeführt wurden. Unter diesen Bedingungen bildet sich auf der Saugseite des Profils bei etwa 50 % Profiltiefe eine stabile, laminare Ablöseblase (LSB) aus. Ebenso wie frühere Untersuchungen anhand von Particle Image Velocimetry (PIV) konzentriert sich diese Studie auf die instationäre 3D-Topologie der Blase. Aus diesem Grund wurde die zeitaufgelöste Volumetrie 3-Component Velocimetry (V3V)-Technik verwendet, mit der eine dreidimensionale Geschwindigkeitsverteilung innerhalb eines nahezu kubischen Volumens erfasst werden kann. Des Weiteren erreicht man durch die Tatsache, dass das Flügelprofil in einem Wasserschleppkanal durch das ruhende Fluid bewegt wird, einen verschwindend geringen Turbulenzgrad. Außerdem kann die Strömung von der Profilvorderkante bis zum weit entfernten Nachlauf observiert werden, einschließlich des Interaktionsbereichs von Start- und Randwirbel, welche beide eine nachhaltige Auswirkung auf das Ablöseverhalten der Strömung haben können. Deswegen wurde der Einfluss des Randwirbels anhand einer Variation der Spaltbreite zwischen Profilrand und Schleppkanalboden systematisch untersucht. Schließlich wurden infolge einer unbeeinflussten 2D-Anströmung dreidimensionale, zusammenhängende Wirbelstrukturen gemessen, die aus dem Bereich des Wiederanlegens der Strömung abschwimmen. Die Ergebnisse zeigen in Übereinstimmung mit der Literatur, dass die abgeworfenen Wirbel spannweitig eine begrenzte Ausdehnung besitzen. Gleichzeitig wird gezeigt, dass die Wirbel sowohl in Richtung der Spannweite als auch in Richtung der Hauptströmung regelmäßig angeordnet sind. Stromab der Ablöseblase zerfallen die Wirbelstrukturen, während sie ihre relativen Positionen zueinander nicht merklich verändern.
Zeitaufgelöste, volumetrische Messung abgelöster Strömungen im Wasserschleppkanal mithilfe des TSIV3V- Messsystems
Time-resolved volumetric separation measurement in a towing tank using the TSI-V3V measurement system
2009
8 Seiten, 11 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Regelung abgelöster Strömungen in hoch belasteten Turbomaschinen
TIBKAT | 2011
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