Einfluss spannweitig stark veränderlicher Strömung auf den laminar turbulenten Grenzschichtumschlag

In der vorliegenden Arbeit wird ein Versuch zum Einfluss spannweitig veränderlicher Querströmung auf den Grenzschichtumschlag laminar turbulent eines gepfeilten Tragflügels durchgeführt, diskutiert und die Ergebnisse mit Hilfe der linearen lokalen Stabilitätstheorie ausgewertet. Hierfür wurde zunächst ein geeigneter Flügel mit diskontinuierlicher Zunahme des Pfeilungswinkels entworfen, um Bereiche spannweitig besonders stark veränderlicher Grundströmung zu erzeugen. Der Flügel wurde gezielt entworfen um die Annahmen der zur Transitionsvorhersage gebräuchlichen linearen lokalen Stabilitätstheorie herauszufordern und die Defizite der Methode aufzuzeigen. Zusätzlich sollte mit den experimentellen Ergebnissen eine Datenbasis geschaffen werden, die zur Weiterentwicklung höherwertiger Methoden der Transitionsvorhersage verwendet werden kann. In Voruntersuchungen wurde zunächst ein spezieller Oberflächenaufbau für die Transitionsmessung mittels der Infrarotthermographie entwickelt, der neben der Messung der Transition auch die Messung stehender Querströmungswirbel ermöglicht. Nach der Fertigung des Windkanalflügels aus Faserverbundwerkstoffen wurde ein Windkanalexperiment durchgeführt. Die Ergebnisse der Transitionsmessungen wurden nachgerechnet und mit der linearen lokalen Stabilitätstheorie ausgewertet. Die experimentellen Ergebnisse zeigen einen großen Einfluss der diskontinuierlichen Zunahme des Pfeilungswinkels auf die Transitionslage. Die Ergebnisse der numerischen Rechnungen zeigen, dass die lineare lokale Stabilitätstheorie in Bereichen einer spannweitig stark veränderlichen Grundströmung eine größere Ungenauigkeit aufweist, wohingegen moderat starke spannweitige Änderungen zu keiner erhöhten Ungenauigkeit führen.