Experimentelle Untersuchungen aktiv ausgelenkter Oberflächen zur Reduktion der Wandreibung durch Transitionsverzögerung:
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Berlin
Univ.-Verl. der TU Berlin
2013
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VORWORT V
UEBERSICHT VII
ABSTRACT IX
NOMENKLATUR XIII
1 EINLEITUNG 1
2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 4
2.1 GRENZSCHICHT 4
2.2 LAMINAR-TURBULENTE TRANSITION 5
2.3 TRANSITIONSVORHERSAGE 8
3 STAND DER FORSCHUNG 13
3.1 REDUKTION DES REIBUNGSWIDERSTANDES 13
3.2 PASSIVE WIDERSTANDSREDUKTION UND VORBILD NATUR 15
3.3 AKTIVE METHODEN ZUR WIDERSTANDSREDUKTION 19
3.3.1 EXPERIMENTELLE ARBEITEN ZUR AKTIVEN TS-DAEMPFUNG 20
3.3.2 THEORETISCHE ARBEITEN 25
3.4 AKTUATORIK FUER DIE AKTIVE TS-DAEMPFUNG 27
3.5 ZIELE DIESER ARBEIT 29
4 VERSUCHSAUFBAU UND MESSTECHNIK 33
4.1 EXPERIMENTELLER AUFBAU 33
4.1.1 WINDKANAL UND VERSUCHSFLUEGEL 33
4.1.2 SENSORIK 34
4.1.3 DATENERFASSUNG 37
4.2 AKTUATORIK 38
4.2.1 ANFORDERUNGEN UND AUSLEGUNG 39
4.2.2 UNIMORPH-AKTUATIONSELEMENTE 41
4.2.3 CYMBAL-AKTUATIONSELEMENTE 42
4.2.4 FLEXIBLE OBERFLAECHENMEMBRAN 44
4.2.5 INTEGRATION IN DEN VERSUCHSFLUEGEL 46
4.3 SIGNALANALYSE 52
XI
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INHALTSVERZEICHNIS
5 REGELUNG 54
5.1 EINFACHE REGELSTRATEGIEN 57
5.2 MPC - DIREKTE DAEMPFUNG 58
5.2.1 SYSTEMIDENTIFIKATION DER TS-WELLEN 58
5.2.2 SYSTEMIDENTIFIKATION DER AKTIVEN OBERFLAECHE 60
5.2.3 BESTIMMUNG DES GEGENSIGNALS 61
5.3 MPC - BIOLOGISCHE DAEMPFUNG 63
5.4 KONFIGURATION 65
6 ERGEBNISSE DER VORUNTERSUCHUNGEN 67
6.1 TRANSITIONALE GRUNDSTROEMUNG 68
6.2 EINFLUESSE AUF DIE ANFACHUNG NATUERLICHER TS-WELLEN 70
6.2.1 ANSTELLWINKEL 70
6.2.2 TEMPERATURGRADIENT 71
6.2.3 ANSTROEMGESCHWINDIGKEIT 71
6.3 STABILITAETSEIGENSCHAFTEN DER GRUNDSTROEMUNG 74
6.4 STABILITAETSEIGENSCHAFTEN EINER THEORETISCHEN, PASSIV GEDAEMPFTEN
STROEMUNG 78
7 ERGEBNISSE DER DAEMPFUNGSEXPERIMENTE 81
7.1 VERGLEICH UNTERSCHIEDLICHER REGELSTRATEGIEN 82
7.2 TS-DAEMPFUNG MIT AKTIVEN OBERFLAECHEN UNTER VARIABLEN RANDBEDIN
GUNGEN 83
7.2.1 ANSTELLWINKEL 83
7.2.2 ABSTAND DER STUETZSTELLEN 84
7.2.3 ANZAHL DER STUETZSTELLEN 88
7.2.4 AUSLENKUNGSRICHTUNG 92
7.2.5 ANSTROEMGESCHWINDIGKEIT 94
7.3 DAEMPFUNG DREIDIMENSIONALER TS-WELLEN 95
7.4 EINFLUSS DER AKTIVEN OBERFLAECHE AUF DIE WANDREIBUNG 98
8 ZUSAMMENFASSUNG 101
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 103
LITERATURVERZEICHNIS 110
PUBLIKATIONEN 118
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