| dc.contributor.advisor | Dillmann, Andreas Prof. Dr. Dr. | |
| dc.contributor.author | Lunte, Jens Bernard | |
| dc.date.accessioned | 2022-01-21T11:32:13Z | |
| dc.date.available | 2022-01-28T00:50:09Z | |
| dc.date.issued | 2022-01-21 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0008-59FA-B | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-9050 | |
| dc.language.iso | deu | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 530 | de |
| dc.title | Stoßinduzierte Strömungsablösung in transitionellen Grenzschichten | de |
| dc.type | doctoralThesis | de |
| dc.title.translated | Shock-induced flow separation in transitional boundary layers | de |
| dc.contributor.referee | Dillmann, Andreas Prof. Dr. Dr. | |
| dc.date.examination | 2021-12-02 | |
| dc.subject.gok | Physik (PPN621336750) | de |
| dc.description.abstractger | Die Auswirkungen von transitionellen Stoß-Grenzschicht-Wechselwirkungen (SGWW)
auf die induzierten Wärmelasten und den Verlauf des laminar-turbulenten Umschlags
sind Thema dieser Arbeit. Experimentelle Untersuchungen wurden bei Mach 6 am
Rohrwindkanal Göttingen an einer ebenen Platte durchgeführt. Die Strömungstopologie
wurde mittels Schattenaufnahmen untersucht und die Wärmestromdichte über
quantitative Infrarotthermographie bestimmt. Zusätzlich wurden die Druck- und Dichteschwankungen
innerhalb der Grenzschicht mittels Drucksensoren bzw. fokussierter
Laser-Differentialinterferometrie detektiert. Verschiedene Verfahren zur Quantifizierung
des Transitionsfortschrittes wurden anhand der Messdaten verglichen und lieferten systematische
Abweichungen in der Intermittenzverteilung. Die Abweichungen ließen sich
anhand der experimentellen Implementierung erklären und liegen im Rahmen der Messgenauigkeit. Unter Verwendung eines zweidimensionalen einfallenden Stoßes wurde systematisch
und unabhängig die Stoßauftreffposition (x_imp), die Stoßintensität sowie die Lage der
natürlichen Transition variiert. Die Messungen zeigen einen systematischen Einfluss der
variierten Parameter auf die räumliche Verteilung der Wärmestromdichte. Hierbei korreliert
die maximale stoßinduzierte dimensionslose Wärmestromdichte St_max mit dem
Transitionsende der Grenzschicht. Die Entfernung bis zum Transitionsende und derWert
von St_max hängen maßgeblich von der Kombination aus Stoßintensität und dem Grenzschichtzustand
bei x_imp ab. Durch eine Skalierung der relativen Lage der Stoßauftreffposition
mit der Länge des ungestörten Transitionsgebietes ergibt sich eine einheitliche
Verteilung der normierten St_max-Werte. Für die Normierung wird zum einen der Einfluss
der Stoßintensität mit dem Skalierungsgesetz von Holden (1977) berücksichtigt und zum
anderen ein aus der ungestörten St-Verteilung abgeleiteter Referenzwert verwendet. Die
höchsten Wärmestromverstärkungen werden bei transitionellen SGWW beobachtet. | de |
| dc.description.abstracteng | The effects of transitional shock-wave/boundary-layer interactions (SWBLI) on the induced
heat loads and the development of the laminar-turbulent transition are the subject
of this work. Experimental investigations were conducted in the Ludwieg-Tube Facility
at DLR Göttingen at Mach 6 on a flat plate. The flow topology was investigated
by shadowgraphy and the heat flux density was determined via quantitative infrared
thermography. Additionally, the pressure and density fluctuations within the boundary
layer were detected using pressure sensors and focused laser differential interferometry,
respectively. Different methods for quantifying the transition progress were compared
and revealed systematic deviations in the intermittency distribution. The discrepancies
could be explained by the experimental implementation and are within the accuracy of
the measurements.
Using a two-dimensional impinging shock, the impingement position (x_imp), the shock
intensity, and the location of the natural transition were systematically and independently varied. The measurements show a systematic influence of the varied parameters
on the heat flux distribution. In this context, the maximum shock-induced dimensionless
heat flux density St_max correlates with the transition end of the boundary layer. The
length until the transition completes and the value of St_max depend critically on the combination
of the shock intensity and the boundary layer state at x_imp. Scaling the relative
position of the shock impingement point with the length of the undisturbed transition
region yields a uniform distribution of the normalized St_max values. For normalization,
the influence of the shock intensity is taken into account with the scaling law of Holden
(1977) and a reference value derived from the undisturbed St-distribution is used. The
highest heat transfer amplifications are observed in transitional SGWW. | de |
| dc.contributor.coReferee | Rein, Martin Prof. Dr. | |
| dc.subject.eng | laminar-turbulent transition | de |
| dc.subject.eng | SWBLI | de |
| dc.subject.eng | transition | de |
| dc.subject.eng | Mach 6 | de |
| dc.subject.eng | heat flux density | de |
| dc.subject.eng | focused laser differential interferometry | de |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0008-59FA-B-0 | |
| dc.affiliation.institute | Fakultät für Physik | de |
| dc.description.embargoed | 2022-01-28 | |
| dc.identifier.ppn | 178694622X | |