Das Projekt FLIPPER widmet sich der Analyse von Möglichkeiten, einen Teil der turbulenten Rumpfumströmung durch Oberflächenbeschichtung laminar zu halten. Ziel ist es, den reibungsinduzierten Strömungswiderstand des Unterwasserschiffes zu reduzieren. Das Teilvorhaben der TUHH befasst sich mit der nichtlinearen Analyse von transitionsbeeinflussenden Instabilitäten und deren Oberflächensignatur. In Vorbereitung auf diese Aufgabe wird ein bestehendes Strömungssimulationsverfahren gezielt weiterentwickelt. Der diesbezügliche Schwerpunkt liegt auf der Konzeption und Implementierung von Methoden, die sich zur Simulation der Entwicklung von Instabilitätsmoden in praxisnahen Konfigurationen eignen. Die Entwicklung dieser Moden bei hohen Reynolds-Zahlen ist äußerst komplex und an vielen Stellen noch unverstanden. Mit dem Simulationsverfahren soll es möglich sein die nichtlineare Transitionsdynamik zu analysieren und Anfachungsmechanismen zu beschreiben. Die Arbeiten an der TUHH sind maßgeblicher Bestandteil des AP 2 im Gesamtvorhaben. Ausgangspunkt der Entwicklungen ist das elbe-Verfahren, ein auf GPU's umsetzbares LES - Verfahren. Durch eine Verbesserung des Speichermanagements, die Implantierung eines dynamischen Feinstrukturmodells auf der Grundlage von Wirbelzähigkeitsmodellen, der Implementierung eines turbulenten Sponge-Layer-Modells sowie der Einführung von Transitionsstreifen in das elbe-Verfahren wird eine hocheffiziente Berechnungsmöglichkeit der Strömungssignaturen geschaffen.
A well-defined natural turbulent shear layer flow exists between the counter-flowing currents in the two straits connecting the Marmara Sea to adjacent seas, namely the Bosphorus and Dardanelles (these domains defining the limits of the Turkish Straits System, TSS), due to the density difference between the Aegean and Black Seas. For example in the Bosphorus Strait the heavier, more salty Aegean water flows in the lower layer towards Black Sea and the lighter Black Sea water flows in the upper layer towards the Marmara Sea. These two currents generate a shear layer with almost constant velocity gradient at the middle depth of the strait with a thickness of about 10 m or larger. Within this shear layer, turbulent mixing of scalar quantities like salt and heat takes place. The Reynolds number of turbulence is expected to attain very high values (3000). As a result of very high Reynolds number, Peclet number for temperature and salinity fields are also very high in the mixing layer. The constant velocity gradient, the high Reynolds number state of the flow and the mixing of two scalars (temperature and salinity) make the Bosphorus strait a unique natural laboratory ...
Die Partikelabscheidung an Kugeln bei mittleren und hohen Reynoldszahlen ist fuer die Entstaubungstechnik und die Meteorologie von Interesse. Anhand der numerischen Simulation soll das Verhalten von Partikeln insbesondere im instationaeren Nachlauf der Kugel studiert werden. Hierfuer ist die Berechnung der Kugelumstroemung, welche dreidimensional durchzufuehren ist und keine Symmetrieannahmen zulaesst, erforderlich. Als Kontrollparameter fuer die Stroemungssimulation dienen Widerstandsbeiwert, Nachlauflaenge, Abloesewinkel und Wirbelabloesefrequenz. Es werden die dimensionslosen Bewegungsgleichungen fuer Fluid und Partikeln geloest.