Neues Raumfahrtprojekt zur Strömungsforschung

Im Fokus des Projekts "Konvektion im konzentrischen Spalt" steht die experimentelle Untersuchung der thermischen Konvektion in einer Zylinderspalt- und Kugelspaltgeometrie unter dem Einfluss eines elektrischen Zentralkraftfeldes. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen den Einfluss eines künstlichen Kraftfeldes auf Strömungen in beiden Geometrien. Ziel ist es, sowohl den Wärmetransport und die Strömungskontrolle in Wärmetauschern zu verbessern, als auch die Strömungen im Inneren der Erde zu simulieren.

Untersucht werden beide Themen in Parabelflügen und einer TEXUS-Mission, die derzeit am Lehrstuhl geplant werden. Im TEXUS-Programm – kurz für Technologische Experimente unter Schwerelosigkeit – können die Wissenschaftler ihre Messungen in annähernder Schwerelosigkeit mit circa sechs Minuten in einem etwa 14-fach längeren Zeitraum vornehmen als Parabelflüge es ermöglichen. Vorteil ist, dass die Strömungen nicht auf die kurze Zeit ausgerichtet werden müssen und damit die Qualität der Ergebnisse steigt. In einem Parabelflug dauert die Mikrogravitation nur bis zu 25 Sekunden an und wird abwechselnd mit Phasen normaler und nahezu doppelter Erdbeschleunigung ungefähr 30 Mal wiederholt.

Auf bis zu zwei TEXUS-Flügen pro Jahr untersuchen Wissenschaftler aus Universitäten, Forschungseinrichtungen und der Industrie Phänomene aus der Biologie, Physik und Materialwissenschaft. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt und die Europäische Weltraumorganisation stellen diese Flüge für ausgewählte Experimente bereit.

Ein weiteres Ziel ist die Fortsetzung der Phase IIb des Projektes "Geophysical Flow Simulation", kurz GeoFlow. Im Vordergrund des Projekts steht die experimentelle Untersuchung der Langzeitdynamik der Strömungen im Erdinneren.

Mit den Ergebnissen der geplanten Experimente in der Zylinderspaltgeometrie und den daraus gewonnenen Erkenntnissen leisten die Wissenschaftler einen Beitrag für technische Anwendungen insbesondere im Bereich von miniaturisierten Rohrwärmetauschern.

Das Projekt beinhaltet vier neue Mitarbeiterstellen und wird ab April 2016 gefördert.