Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen

G.7. Grenzschichten und AblösungenDefinition derohne Reibung mit Reibung GrenzschichtdickeDer Übergang zwischen Grenzschicht und Außenströmung verläuft asymptotisch, sodaß die Grenzschichtdickeδ einer Festlegung bedarf. Häufig definiert man δ derart, daß die Geschwindigkeit außerhalbder Grenzschicht um maximal 1% infolge Wandreibung verzögert wird (siehe Abb.). Dabei wirdman nur dann von einer Grenzschicht sprechen, wenn diese relativ dünn bleibt, also infolge geringerZähigkeit der Wandreibungseinfluß rasch abklingt.Längs einer Wandung nimmt die Grenzschichtdicke laufend zu, was in Rohr- und Gerinneströmungenaufgrund langer Fließstrecken dazu führt, daß schließlich der gesamte durchströmte Querschnittunter Wandreibungseinfluß steht. Nur für diese vollausgebildete Strömung gelten auch die Fließgesetzeaus Abschnitt G.4 bis G.6, da ja in den Ableitungen ein entsprechendes Geschwindigkeitsprofilvorausgesetzt wurde.Wir kommen nun zu dem Fließverhalten in der Grenzschicht selbst. Bei einsetzender Strömung entstehtzunächst immer eine dünne laminare Schicht (Haftung an der Wand), die sich anschließend aufbaut. Inder Anlaufstrecke bleibt die Grenzschicht laminar und kann bei ausreichender Fließgeschwindigkeit undhinreichender Grenzschichtdicke, die ja mit Null beginnt und längs der Wandung zunimmt, turbulentwerden. (Auch hier lassen sich kritische Reynoldszahlen angeben.)Charakteristisch für Grenzschichtenist der Ablösevorgang bei umströmtenKörpern, der in der nebenstehendenDarstellung veranschaulichtwird, ohne daß er hier im einzelnenerklärt werden soll.- 91 -Ablösung anscharfkantigen Ecken