O. Wehrmann

Es wird über Untersuchungen in der freien Strahlgrenzschicht hinter einer Düse bis zu einer Reynoldszahl von 20000 berichtet. Die Möglichkeit einer akustischen Beeinflussung der Strömungsvorgänge wurde bei Messungen erkannt, die nach der Hitzdrahtmethode zunächst ohne künstliche Störungen vorgenommen wurden. Die hinter der Düse stromabwärts entstehenden Ringwirbel, die später zerfallen und damit den Zustand der ausgebildeten Turbulenz einleiten, können entsprechend den Methoden der Hitzdrahtmeßtechnik durch vier charakteristische Größen erfaßt werden: 1. durch die Bestimmung des Feldes der mittleren Geschwindigkeiten (Messung von c ), 2. durch die Bestimmung der Anfachungskurve und der Wirbelstärke T der Ringwirbel (Messung von c bzw. C), 3. durch die Bestimmung der Abhängigkeit der Ringwirbelfrequenz von der Strömungsgeschwindigkeit (Frequenzgesetz), 4. durch die Bestimmung des Abstandes zweier Ringwirbel (Messung der Wellenlänge.). Zum Studium der Stabilität des Freistrahls und insbesondere der die Vorgänge steuernden freien Grenzschicht hinter der Düsenmündung wurde als künstliche Störung die akustische Beeinflussung durch einen außerhalb des Strömungsfeldes angebrachten Lautsprecher gewählt. Die erzielten Ergebnisse sind folgende: a) Durch die der Grenzschicht aufgeprägte Schallenergie läßt sich eine Steuerung der Wirbelablösung vornehmen. Bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit kann die sogenannte "natürliche Wirbelfrequenz" in einem gewissen Bereich "mitgezogen" werden. Die Auswertung dieser Messungen zeigt einen ähnlichen Verlauf wie die bekannte Stabilitätskurve von Tollmien, Schlichting und Lin für eine Plattengrenzschicht. b) Durch die akustische Beeinflussung kann die Wirbelstärke T der Ringwirbel kurz hinter der Düsenmündung wesentlich vergrößert werden. Da die Lage der Linien der mittleren Geschwindigkeit durch den Impulsaustausch der Ringwirbel gegeben ist, ergibt sich hierbei eine wesentliche Veränderung des Gesamtfeldes. c) Durch Verwendung einer Rückkopplung kann eine Kurve der maximalen Erregungsfrequenz für die Ringwirbel gefunden werden, indem die zunächst unbeeinflußt entstehenden Hitzdrahtsignale verstärkt einem Lautsprecher zugeführt werden, der die Signale wieder ausstrahlt. d) Durch Phasen- und Frequenzmessung läßt sich die Wirbeltransportgeschwindigkeit bei akustischer Beeinflussung bestimmen. Es zeigt sich, daß bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit die Wellenlänge. konstant bleibt und die Wirbeltransportgeschwindigkeit sich ändert.

WGL-Tagung, Essen, 1957

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 7 Seiten

Jahrbuch der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Luftfahrt, 1957; S.102-108; 1958; Braunschweig : Vieweg

NA

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1958