Nachströmung

Nachströmung bezeichnet in der Strömungsmechanik die Strömung hinter einem sich durch ein Fluid bewegenden Körper. Sie bildet das sogenannte Wake, das durch ein Geschwindigkeitsdefizit, erhöhte Turbulenz und charakteristische Wirbelstrukturen gekennzeichnet ist. Die Nachströmung entsteht durch Abdriften von Randströmen und durch Umverteilung von Impuls, wodurch die Strömung hinter dem Objekt langsamer bleibt als der ungestörte Umgebungsfluss.

Merkmale und Verlauf: Typische Merkmale sind ein lokales Geschwindigkeitsdefizit direkt hinter dem Objekt, erhöhter Turbulenzgrad sowie Wirbelstrukturen, die sich entlang der Strömungsachse ausbreiten (zum Beispiel eine Kármán-Wirbelstraße hinter einem zylindrischen Körper). Mit zunehmendem Abstand lockert sich die Nachströmung allmählich auf und vermischt sich mit dem Umgebungsstrom.

Beispiele und Auswirkungen: Nachströmungen treten hinter Tragflächen und Rotorblättern (Luft- und Windtechnik), hinter Schiffsrümpfen, Gebäuden oder Turbinen auf. Sie beeinflussen nachfolgende Bauteile oder Systeme durch veränderte Druck- und Geschwindigkeitsverteilungen, erhöhten Verschleiß, ungleichmäßige Lasten oder verringerte Effizienz. In der Praxis werden Abstände, Geometrien und Betriebsbedingungen so gewählt, dass negative Effekte der Nachströmung minimiert werden.

Messung und Modellierung: Die Nachströmung wird experimentell etwa mit Particle Image Velocimetry (PIV) oder Laser-Doppler-Anemometrie gemessen. Numerisch kommen Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS), Large-Eddy-Simulation (LES) oder Hybridmethoden zum Einsatz, ergänzt durch Wake-Modellierungen in Mehrkörper-Systemen.