In vielen Strömungsmaschinen und bei der Umströmung von Tragflügeln und Fahrzeugen spielen Grenzschichten, die vom laminaren in den turbulenten Zustand übergehen eine große Rolle. Dabei nehmen Reibungskoeffizient und Wärmeübergang um etwa eine Größenordnung zu. Für eine effiziente aerodynamische und thermische Auslegung ist es deshalb von großer Bedeutung, Beginn und Ende der Transition genau vorhersagen zu können. Da heute verwendete Strömungs-Berechnungsverfahren den laminar-turbulenten Übergang nur unzureichend berücksichtigen und die zugrundeliegenden Mechanismen nicht vollständig verstanden sind, können fluiddynamische Grenzen und Wirkungsgradvorteile nicht ausgenutzt und neue Konzepte nicht zuverlässig umgesetzt werden. Gesamtziel des Projekts ist deshalb die Entwicklung eines praxistauglichen, zuverlässigen und über einen weiten Anwendungsbereich gültigen Modells zur Vorhersage der laminar-turbulenten Transition. Das neue Modell soll erstmals die Physik der Transition, von der Entstehung von Turbulenzflecken innerhalb der laminaren Grenzschicht und deren An- und Zusammenwachsen bis hin zur voll turbulenten Grenzschicht beschreiben. Das Fundament der Modellentwicklung bilden weltweit einzigartige experimentelle Untersuchungen, Direkte Numerische Simulationen (DNS) und neue Erkenntnisse, die im Rahmen von Vorgängerprojekten gewonnen wurden. Einige für die Modellentwicklung notwendige Größen, wie das Turbulenzfleckenwachstum unter verschiedenen Randbedingungen an glatten und rauen Oberflächen konnten im Rahmen der Vorgängerprojekte aufgrund der sehr dünnen Grenzschichten noch nicht bestimmt werden. Es ist deshalb ein weiteres Ziel des Projekts, die fehlenden Größen an einer optimierten Messstrecke mit stark erweiterter Messtechnik zu ermitteln. Die neuen Messdaten sollen in eine bereits vorhandene Testfalldatenbank integriert werden. Damit würde die weltweit größte und öffentlich zugängliche Datenbasis zu transitionalen Grenzschichtströmungen geschaffen werden.
Neues Forschungsprojekt MÜGRO