Dynamische Stabilisierung einer Grenzschichtströmung unter Berücksichtigung nichtlinearer Störausbreitungsprozesse

Abstract

Es wird die Kompensation von Instabilitätswellen durch künstlich angeregte Störwellen mit dem Ziel einer Verzögerung der laminar-turbulenten Transition in einer Grenzschichtströmung untersucht. Die in der Grenzschicht vorhandenen Primärstörungen werden mit dem sogenannten Referenzsensor aufgenommen und mit einem adaptiven Filter gefiltert, um das Eingangssignal für den Kompensationsaktuator zu erzeugen. Das Filter muss dabei im Wesentlichen die physikalischen Ausbreitungsprozesse in der Grenzschicht nachbilden. Störwellen geringer Amplitude können unter Verwendung eines linearen Filters (FIR) vollständig kompensiert werden. Bei höheren Störamplituden spielen auch nichtlineare Ausbreitungsprozesse eine Rolle, die mit einem Volterra-Filter nachgebildet werden können. Um den mit dem Volterra-Ansatz verbundenen Rechenaufwand zu reduzieren, wird eine geeignete Vorverarbeitung, basierend auf Vorwissen über den Ausbreitungsprozess, untersucht (Kautz-Filter). Erste Experimente zur dynamischen Stabilisierung unter Verwendung nichtlinearer Modelle zeigen bei hohen Störamplituden vielversprechende Ergebnisse.