Experimentelle Untersuchung von Vermischungs-vorgängen in einer Jet-in-Crossflow- Anordnung

Die Jet-in-Crossflow-Strömungsanordnung ist eine geometrisch einfache Strömungskonfiguration, bei der ein Freistrahl senkrecht in eine gleichmäßige Querströmung eingedüst wird und beide Strömungen miteinander vermischt werden. Diese Strömungsanordnung findet man häufig in industriellen Anwendungen und in der Natur. Beispiele hierfür sind industrielle Brenner, RQL-Gasturbinen, T-Mischer, Rauchfahnen von Schornsteinen und Vulkanen, Düsenstrahlen von Fluggasturbinen und Raketen. Gegenstand dieser Veröffentlichung ist die quantitative experimentelle Ermittlung der Reynolds-Flüsse und -Spannungen in einer Jet-in-Crossflow-Anordnung. Genannte Größen spiegeln den turbulenzbedingten, erhöhten Stoffaustausch einer turbulenten gegenüber einer laminaren Strömung wider und stehen damit in engster Verbindung mit Vermischungsvorgängen. Deren experimentelle Bestimmung ist für die Erstellung und Validierung numerischer Turbulenzmodelle von großer Bedeutung. Mit Hilfe des simultanen Einsatzes zweier laserdiagnostischer Verfahren, der 2d-LIF (zweidimensionale laserinduzierte Fluoreszenz) sowie der PIV (Particle Image Velocimetry), können 2d-Konzentrations- und Geschwindigkeitsfelder zeitgleich ermittelt und genannte Größen unmittelbar bestimmt werden.