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Typisierung und Stabilitätskriterien abgelöster Strömungen

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Forschung im Ingenieurwesen A Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Lokale Ablösegebiete lassen sich unabhängig vom überströmten Gebilde auf ein gemeinsames Stabilitätsproblem abgelöster Grenzschichten—sog. freier Scherschichten—zurückführen. Dadurch wird es möglich, mit dem einfachen Modell einer zurückspringenden Stufe in ebenen Plattengrenzschichten grundsätzliche Aussagen über sie zu gewinnen, die in gleicher Weise für beliebig geformte Oberflächen gültig sind. Dies wird belegt durch Untersuchungen an zurückspringenden wie auch an vorspringenden Stufen sowie an stetig gekrümmten Oberflächen. Die neuen Ergebnisse zum Strömungsfeld sind mit chemischen Meßmethoden konvektiver Stoffübertragung gewonnen. Sie überdecken praktisch den gesamten Existenzbereich lokaler Ablösegebiete mit laminaren wie auch turbulenten Grenzschichten beim Ablösen. Sie gestatten nicht nur eine neue und eindeutige Typisierung abgelöster Strömungen, sondern auch die Einführung neuer Stabilitätskriterien, welche die einzelnen Strömungstypen voneinander abgrenzen. Völlig unabhängig vom Grenzschichtzustand beim Ablösen ergeben sich drei Typen lokaler Ablösegebiete, die sich nur über den jeweiligen Zustand der Scherschicht eindeutig definieren lassen. Gängige Klassifizierungen der Literatur konnten nicht übernommen werden, da sie keine generelle Gültigkeit haben.

Es wird nachgewiesen, daß die neuen Stabilitätskriterien für zurückspringende Stufen zu grundsätzlichen Aussagen über gleichartige Vorgänge an beliebig geformten Oberflächen führen. Dadurch werden bekanntgewordene Kriterien für Stufen, Stolperdrähte und Tragflügel einem unmittelbaren Vergleich zugänglich, der zeigt, mit welch großen Unsicherheiten nahezu alle diese Literaturangaben verbunden sein können. Aufgrund erster weiterer Ergebnisse über offene Ablösegebiete ist zu erwarten, daß auch diese analog behandelt werden können.

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Authors and Affiliations

  1. Universität Stuttgart, Institut für Chemische Verfahrenstechnik, Stuttgart, Deutschland

    Volker Kottke &  Heinz Blenke

Authors
  1. Volker Kottke
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  2. Heinz Blenke
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Herrn Professor Dr.Hans L. Merkle zum 70. Geburtstag gewidmet

VDI

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sei für die finanzielle Förderung dieser Arbeit gedankt, Herrn Dipl.-Ing.G. Warning—jetzt Robert-Bosch-GmbH Schwieberdingen—für die Mithilfe bei der Durchführung der Messungen.

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Kottke, V., Blenke, H. Typisierung und Stabilitätskriterien abgelöster Strömungen. Forsch Ing-Wes 49, 1–15 (1983). https://doi.org/10.1007/BF02585810

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