Arbeitsgebiete

Abgeschlossenes DFG-Projekt "Transition"

Im Bereich der Grundlagenforschung werden umfangreiche Untersuchungen zum laminar-turbulenten Strömungsumschlag durchgeführt. Im Rahmen des von der DFG  (Deutsche Forschungsgemeinschaft) geförderten Projekts "Transition", welches 2003 abgeschlossen wurde, konzentrierten wir uns auf Rezeptivitätsmechanismen von laminaren Grenzschichten, dem ersten Schritt zur Transition. 
Unter kontrollierten Bedingungen wurden Messungen durchgeführt, die Einsichten in die Umwandlung äußerer Störungen (Schall, Schwingungen, Turbulenz) in innere Störungen (Anfachung von Tollmien-Schlichting-Wellen) der Grenzschicht ermöglichten. Innerhalb dieses Projekts entwickelte sich eine enge Kooperation mit der Transitionsgruppe am Institute for Theoretical and Applied Mechanics (ITAM) in Novosibirsk. 
Die Ergebnisse der Messungen wurden mit den Ergebnissen der Direkten Numerischen Simulation (DNS) verglichen, die in unserem Institut durchgeführt wurden.

Projekt "Schwach nicht-lineare Umschlagsprozesse"

Das schwach nicht-lineare Stadium des laminar-turbulenten Umschlagsprozesses wird in einem internationalem Projekt der DFG und der RFBR (Russian Foundation of Basic Research) untersucht. Die in diesem Stadium auftretende resonante Wechselwirkung von TS-Instabilitätsmoden führt zu einer sehr starken Anfachung weiterer Störmoden in einem breiten Frequenzspektrum. Amplitude und Frequenz der fundamentalen TS-mode dominieren die Anfachung mit Wachstumsraten, die deutlich über dem exponentiellen Wachstum der fundamentalen TS-mode liegen. Dies führt zur Ausbildung nichtlinearer Strukturen und schließlich zum laminar-turbulenten Umschlag in eine turbulente Grenzschicht. Das Projekt wurde im September 2005 abgeschlossen, ein Nachfolgeantrag wurde gestellt.

EU-Projekt "SIROCCO"

Im Rahmen des EU-Projektes SIROCCO beschäftigen wir uns mit Design und Tests von Profilen mit reduzierter Lärmabstrahlung. Vor dem Hintergrund allgemein strengerer Lärmschutzforderungen ist die Entwicklung von leisen Profilen eine wichtige Aufgabe für die Zukunft. Die Lärmentstehung hat beispielsweise einen großen Einfluss auf Akzeptanz und Möglichkeiten der Flächennutzung von Windparks.
Die aerodynamischen Messverfahren am Laminarwindkanal wurden um aero-akustische Messtechniken erweitert. Es wurden einige Modifikationen am Windkanal durchgeführt, um den Hintergrundlärmpegel zu senken und ein neues hitzdrahtbasiertes Messverfahren (Coherent Particle Velocity (CPV)-Methode) für die in-flow Messung von Hinterkantenlärm entwickelt.

DFG-Projekt "Akustische Messverfahren für den Einsatz in Windkanälen mit hohem Hintergrundlärmpegel"

Das geplante Forschungsvorhaben zielt auf die Entwicklung von akustischen Messverfahren für die Ermittlung der Lärmemission von Tragflügelprofilen.  Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Messung von Hinterkantenlärm, abgestrahlt von der Profilhinterkante, welcher meist die dominante Lärmquelle z.B. bei Windkraftanwendungen und Tragflügeln darstellt.
Insbesondere sollen Verfahren zur Einsatzreife gebracht werden, die in aerodynamischen, typischerweise "lauten" Windkanälen eingesetzt werden können. Durch die direkte Koppelung von aerodynamischen und akustischen Messungen ergeben sich wesentliche Vorteile im Hinblick auf die Qualität und Konsistenz der gewonnenen Daten. Die Herausforderung bei den akustischen Messungen ist dabei die Trennung des zu messenden Signals von dem höheren Hintergrundpegel eines schalltechnisch nicht optimierten Windkanals.
Zwei Lösungsansätze sollen betrachtet werden, I.) ein Mikrofon In-Flow-Array und II.) die direkte Messung der Schallschnelle mit einer speziellen Hitzdrahtanordnung. Beide Verfahren ergänzen sich insoweit, als das Mikrofon-Array eine sehr gute räumliche Auflösung ermöglicht, während das Hitzdrahtverfahren einen breiten Frequenzbereich abdeckt.
Es sollen bislang offene Punkte der Verfahren im Hinblick auf die Ermittlung quantitativer Messwerte geklärt, sowie mögliche Verbesserungen des Signal-Rausch-Verhältnisses untersucht und umgesetzt werden. Der kombinierte Einsatz von zwei Verfahren ermöglicht zum einen die Vorteile des jeweiligen Verfahrens auszunutzen, zum anderen aber auch die gegenseitige Validierung der komplexen Datenauswertung.
Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit dem Institute of Theoretical and Applied Mechanics (ITAM, Novosibirsk) durchgeführt.

Profilentwurf

Parallel dazu werden Messungen an laminaren Ablöseblasen fortgesetzt, die zur Erweiterung und Verbesserung von Entwurfsverfahren für Profile mit Laminarhaltung durch Formgebung (Laminarprofile) dienen. Die in den letzten 40 Jahren entwickelten Profile werden weltweit erfolgreich in Segelflugzeugen, kleinen und mittleren Motorflugzeugen, Hubschraubern, Windkraftanlagen, Propellern, etc. eingesetzt.

Lehre

Die studentische Ausbildung wird durch die Betreuung einer Vielzahl von meist aufwändigen experimentellen Studien- und Diplomarbeiten gefördert.

Zudem hält Dr. Würz die Vorlesungen "Experimentelle Strömungsvisualisierung" sowie "Strömungs- und Versuchsmesstechnik" an der Fakultät Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie.

Technologietransfer

Im Rahmen des Technologietransfers werden routinemäßig für in- und ausländische Industriepartner Messungen und Beratungen durchgeführt.

Für eigene Arbeiten und Industrieaufträge werden hochpräzise Windkanalmodelle in Positiv- und Negativbauweise hergestellt.

Für weitere Informationen beachten Sie bitte die Liste unserer Veröffentlichungen. 

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