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Flashcards in Aufgabe 6 Deck (8)
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1

Vorteile einer turbulenten Grenzschicht

-Erhöhte Wärmeübertragung zwischen Festkörper und umgebendem Fluid
-Erhöhter Impulsaustausch mit der umgebenden Strömung, dadurch spätere Ablösung
-Erhöhter Stoffaustausch

2

Maßnahmen zur Einleitung eines vorzeitigen laminar-turbulenten Umschlags

-Stolperdraht
-Stark erhöhte Oberflächenrauhigkeit
-Wirbelgenerator

3

Sie haben in der Ähnlichkeitstheorie zwei verschiedene Methoden kennengelernt, um die
für ein Problem relevanten dimensionslosen Kennzahlen zu bestimmen. Führen diese bei-
den Methoden angewandt auf das gleiche Problem immer zum gleichen Ergebnis, d.h.
ermitteln beide Methoden die gleichen dimensionslosen Kennzahlen? Begründen Sie Ihre
Antwort.

Nein. Da bei der Methode der Differentialgleichungen bei der korrekten Wahl der be-
schreibenden Differentialgleichungen schon mehr Informationen über die genaue Bezie-
hung zwischen den Einflussgrößen in die Ermittlung der Kennzahlen eingeht, kann es
passieren, dass mit dieser Methode weniger Kennzahlen als mit der Dimensionsanalyse
ermittelt werden. Abhängig vom Gleichungssystem und den eingeführten Bezugsgrößen
werden unterschiedliche Kennzahlen ermittelt.

4

Darf sich die Öffnung eines in der Luftfahrt zur Staudruckmessung eingesetzten Pitotrohrs
innerhalb der Grenzschicht befinden? Begründen Sie Ihre Antwort!

Nein. Die Öffnung des Pitot-Rohrs muss deutlich aus der Grenzschicht herausragen, da-
mit der Staudruckin der reibungsfrei zu betrachtenden Strömung bestimmt werden kann.
Denn der statische Druck ist zwar normal zur Körperoberfläche konstant, der Staudruck
ist aber in der Grenzschicht aufgrund der niedrigeren Geschwindigkeiten gegenüber der
Außenströmung reduziert.

5

Geben Sie die Kutta’sche Abflussbedingung an. Wird diese in einer Potentialströmung
erfüllt?

Kuttasche Abströmbedingung: Die scharfe Hinterkante eines Tragflügels wird nicht um-
strömt, sondern die Strömung fließt dort glatt ab. D.h. in einer Strömung über einen zwei-
dimensionalen Körper mit einer scharfen Hinterkante baut sich eine Zirkulation auf, die
gerade so groß ist, dass der hintere Staupunkt auf der Hinterkante liegt.
Potentialströmung: Falls nicht zusätzlich Zirkulation (z.B. durch Überlagerung mit Poten-
tialwirbeln) in die Potentialströmung eingebracht wird, liegt der Staupunkt bei einer nicht-
symmetrischen oder (positiv) angestellten Geometrie nicht auf der Hinterkante, sondern
auf der Oberseite des Profils. D.h. das Fluid strömt um die scharfe Hinterkante herum.

6

Wie ändert sich die kritische Schallgeschwindigkeit
c* über einen senkrechten Verdich-
tungsstoß? Begründen Sie Ihre Antwort!

c* ändert sich nicht.
Begründung: Da
T01=T02
und T*=f(T0, γ) folgt mit c*=√γRT* dass
c*=konst. über den Verdichtungsstoß gilt.

7

Warum wird eine laminare Grenzschicht oft gegenüber einer turbulenten bevorzugt?

Eine laminare Grenzschicht hat geringere Geschwindigkeitsgradienten an der Wand alseine turbulente Grenzschicht bei der gleichen Außengeschwindigkeit. Dadurch ergibt sicheine verringerte Wandschubspannung und somit ein geringerer Reibungswiderstand. Gleich-zeitig kann die veringerte Schubspannung selbst schon von Vorteil sein (z.B. Blutströ-mung aufgrund empfindlicher Blutkomponenten, die hohe Scherraten und Schubspannun-gen nicht gut vertragen).

8

Nenne Möglichkeiten die Grenzschicht laminar zu halten

-Grenzschichtabsaugung
-Grenzschichtaufblasung
-Geometrie