Vergleichende Berechnungen von turbulenten Grenzschichten mit verschiedenen Dissipationsgesetzen

Übersicht Es wurden Berechnungen von turbulenten Grenzschichten für 33 experimentell verwirklichte Strömungen mit verschiedenen Druckverteilungen ausgeführt und die Ergebnisse mit den Versuchsdaten verglichen. Die Grenzschichtrechnungen basieren auf simultaner Integration der Differentialgleichungen für Impuls und mechanische Energie. Besondere Aufmerksamkeit wird den Abweichungen von der Parallelität bzw. der Achsensymmetrie der experimentellen Strömungen gewidmet. Die Einführung von Korrekturen, die diesen Abweichungen Rechnung tragen, verbessert die Übereinstimmung zwischen der Theorie und den Versuchen wesentlich. Vergleichsrechnungen mit drei verschiedenen Dissipationsgesetzen ergeben, daß Gesetze, bei denen der Dissipationsbeiwert nur durch örtliche Grenzschichtparameter bestimmt wird, keine befriedigende Übereinstimmung für alle Druckverteilungen liefern. Erst die Berücksichtigung der Vorgeschichte beim Dissipationsbeiwert in Form einer Verzögerung bringt eine Übereinstimmung, die für technische Zwecke i. allg. ausreichend sein dürfte.

---

Summary Computations of turbulent boundary layers have been carried out for 33 experimentally realized flows with different pressure distributions. The results are compared with the test data. The boundary layer calculations are based on simultaneous integration of the differential equations for momentum and mechanical energy. Special attention is given to the deviations of the experimental flows from two-dimensionality and axissymmetry respectively. The agreement between theory and experiment is much improved, if proper corrections for these deviations are introduced. Comparative calculations with three different dissipation laws show that satisfactory results cannot be achieved for all pressure distributions with such laws, which relate the dissipation coefficient simply to local boundary layer parameters. Only when the effect of the upstream history on the development of the dissipation coefficient is taken into account by a lag length principle, the accuracy of the results is sufficient for practical purposes in most cases.

---

---

Herrn Professor Dr. H. Görtier zum 60. Geburtstag gewidmet.