Strömungslenkung

Strömungslenkung bezeichnet die gezielte Beeinflussung von Fluidströmungen durch form- oder energiebasierte Maßnahmen mit dem Ziel, Druckverteilungen, Grenzschichtverhalten, Strömungsablauf und damit verbundene Effekte wie Widerstand, Auftrieb, Wärmeübergabe oder Durchmischung zu optimieren.

Anwendungsgebiete reichen von der Luft- und Raumfahrt sowie dem Automobilbau über die Verfahrenstechnik bis hin zur Gebäudetechnik. In der Praxis geht es darum, Strömungen kontrollierbar zu machen, um Effizienz zu steigern, Sicherheit zu erhöhen oder Betriebsbedingungen zu stabilisieren.

Die Strömungslenkung basiert auf Prinzipien der Strömungsmechanik wie Druckgradienten, Grenzschichtentwicklung und Strömungsführung durch Geometrie. Eine zentrale Strategie ist die Verhinderung oder gezielte Steuerung von Strömungstrennung, um lokalen Widerstand zu reduzieren oder Auftrieb zu erzeugen. Sowohl passive als auch aktive Maßnahmen werden eingesetzt: passive Maßnahmen nutzen Geometrie oder Oberflächenstrukturen, während aktive Techniken zusätzliche Energie zuführen oder entziehen, um den Fluss zu beeinflussen.

Zu passiven Methoden gehören Spoiler, Fences, Wirbelgeneratoren, Oberflächenstrukturierung und optimierte Geometrien; sie wirken ohne Energiezufuhr. Zu aktiven Methoden zählen Blas- oder Saugtaktik, piezoelektrische Aktuatoren, Grenzschichtsteuerung durch Plasma oder andere elektrisch oder mechanisch angetriebene Systeme. In vielen Anwendungen kommen hybride Ansätze mit Sensorik und Regelung zum Einsatz, um den Fluss dynamisch anzupassen.

Typische Anwendungen finden sich in der Aerodynamik von Flugzeugen und Fahrzeugen, in der Prozess- und Reaktionstechnik sowie in der Gebäude- und Umwelttechnik. Strömungslenkung ist eine interdisziplinäre Thematik, die Grundlagen der Strömungsmechanik mit angewandter Technik verbindet.