Anregbarkeit der Kelvin-Helmholz-Instabilität in der freien Scherströmung hinter einer scharfen Kante
Excitation of the Kelvin-Helmholtz-Instability in the free shear flow behind the trailing edge of a splitterplate
Hironori Tokuno
Doctoral thesis
Date of Examination:
2004-10-25
Date of issue:
2004-11-29
Advisor:
Ronneberger, Dirk Prof. Dr.
Referee:
Ronneberger, Dirk Prof. Dr.
Referee:
Lauterborn, Werner Prof. Dr.
Persistent Address: http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B554-D
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Name:
tokuno.pdf
Size:
3,1 MB
Format:
PDF
Description:
Dissertation
Abstract
English
The generation and compensation of instability waves in the detached free shear layer behind the trailing edge of a splitterplate that separated to regions with different flow velocities, are investigated to understand how the instability wave is excited. A decomposition of the measured flow field is applied for the first step to handle this problem: the field of instability wave, the exciting field and the near field which does not belong to the first two fields. In order to investigate the near field the apparent field is introduced, which is produced by the movement of the sher layer because of the exciting field. The special near field that was constructed not to excite the instability wave in the shear layer is very similar to the respective apparent field. The apparent fields differ between the exciting and non-exciting case by the non-vanishing divergence in the near region behind the splitterplate.
Keywords: Kelvin-Helmholz-Instability; shear flow; exciting and non-exciting near field
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Die Anregung und die Unterdrückung von Instabilitätswellen in einer Scherschicht, die am Ende einer auf beiden Seiten unterschiedlich überströmten Splitterplatte ablöst, werden bei verschiedenen Strouhalzahlen experimentell untersucht, um den Anregungsmechanismus der Instabilitätswelle zu verstehen. Der Ausgangspunkt ist die Zerlegung des gemessenen Wechselfeldes: das Feld der Instabiltätswelle, das anregende Feld bei ruhendem Medium und das Nahfeld, das nicht zu den ersten zwei Feldern gehört. Um das Nahfeld zu untersuchen, wird das sogenannte scheinbare Feld eingeführt, das durch die von dem anregenden Feld verursachte Verschiebung der Scherschicht entsteht. Das nichtanregende Nahfeld, das durch die Kompensation der Instabilitätswelle gewonnen wird, wird quantitativ sehr gut durch dieses fiktive scheinbare Feld beschrieben. Die scheinbaren Felder unterscheiden sich zwischen dem anregenden und nichtanregenden Fall besonders durch die nichtverschwindende Divergenz im Nahberaich der Plattenhinterkante.
Schlagwörter: Kelvin-Helmholz-Instabilität; Scherströmung; anregendes und nichtanregendes Nahfeld
