Untersuchungen an einer verzögerten Scherschicht

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Eine zweidimensionale, turbulente Scherschicht mit gleicher Dichte der Teilströme, und durch einen positiven Druckgradienten in Strömungsrichtung verzögert, wird mit der Hitzdrahttechnik experimentell untersucht. Es wird gezeigt, wie die Ausbreitung auch dieser Konfiguration durch bekannte Beziehungen der Scherschicht ohne Druckgradient beschrieben werden kann. Desweiteren werden die statistischen Eigenschaften insbesondere hinsichtlich des Mischungsverhaltens untersucht und mit denen der Scherschicht ohne Druckgradient verglichen. Dazu werden die Transportgleichungen der turbulenten Energie als auch der turbulenten Wirbelstärke aufgestellt und deren Terme vermessen. Aus den Energiespektren werden verschiedene charakteristische Längen der Feinstruktur bestimmt und ihre Entwicklung in Strömungsrichtung verfolgt. In das Strömungsfeld eingebrachte, periodische Störungen bieten gute Möglichkeiten der Beeinflußung und Kontrolle des Scherschichtverhaltens. Mit Hilfe einer phasengemittelten Energiegleichung für eine und zwei Störungsfrequenzen werden fünf unterschiedliche Konfigurationen beschrieben. Dabei zeigt sich die verzögerte Scherschicht als ein einfach und nachhaltig zu beeinflußendes Strömungsfeld.