Nachlaufströmung

Nachlaufströmung ist der Teil der Strömung, der hinter einem durch ein Fluid bewegten Körper oder hinter einer Kante verbleibt. Sie entsteht, nachdem sich die Strömung am Objekt abgelöst hat, und ist typischerweise durch verminderte Geschwindigkeit, veränderte Druckverhältnisse und erhöhte Turbulenz gekennzeichnet. Der Nachlauf folgt dem Objekt in Form von Wirbeln und verstreckt sich als wake-Region hinter dem Hindernis.

Charakteristisch für die Nachlaufströmung ist ein Geschwindigkeitsdefizit im wake sowie Umströmungsstrukturen wie Rekirculation-Zonen und Wirbelpaare, die bei bestimmten Freiströmungsparametern (z. B. Reynolds-Zahl) entstehen und sich regelmäßig abkippen (Wirbelabschnitt oder Strömungsabfolge). Die genaue Struktur des Nachlaufs hängt von Geometrie, Grenzschichteigenschaften und dem Strömungsregime ab; bei hohen Reynolds-Zahlen kann der Nachlauf turbulenter werden und vortex shedding auftreten.

Messung und Modellierung erfolgen meist durch experimentelle Verfahren wie Wind- oder Wasserkanäle, Rauch- oder Laser-Visualisierung, Particle Image Velocimetry (PIV) sowie durch numerische Simulationen mit CFD. Hierbei kommen RANS-, DES- oder LES-Verfahren zum Einsatz. Zentrale Kenngrößen sind Strouhal-Zahl des Wirbelabsets, Formfaktor bzw. Drag-Koeffizient, Wake-Breite und Druckverluste hinter dem Objekt.

Bedeutung und Anwendungen: Der Nachlauf trägt wesentlich zum Formwiderstand bei und beeinflusst Druckverteilung, Stabilität und mögliche Schwingungen von Bauwerken oder Fahrzeugen. In der Praxis wird der Nachlauf oft durch geometrische Gestaltung, Basisbleed, Strakes oder aktive/ passive Maßnahmen beeinflusst, um Widerstand und ungewünschte Vibrationen zu reduzieren. Typische Beispiele sind der Wake hinter einem Zylinder in Querströmung, hinter Pkw- oder Schiffsrumpf.