Robert Andrews Millikan
Die Wissenschaft steht auf zwei Beinen, nämlich Theorie und Experiment
Als Kavitation wird ein lokales Ausgasen aufgrund Druckabsenkung innerhalb von Flüssigkeiten bezeichnet. Die dadurch gebildeten Blasen kollabieren kurzer Zeit nach ihrer Entstehung wieder und führen häufig zu hohen Druckstößen, Materialschädigungen, Schallemission und Änderungen des Betriebsverhaltens innerhalb des betroffenen Systems. Heutzutage ist Kavitation nicht mehr nur aufgrund seiner negativen Auswirkungen in maritimen Anwendungen und hydraulischen Maschinen ein Forschungsthema. Die Oberflächenreinigung fester Oberflächen mit Hilfe von Ultraschall wird in vielen technischen Bereichen wie zum Beispiel der Halbleiterindustrie eingesetzt und basiert auf der gezielten Erzeugung von Kavitation durch Schallwellen, der akustischen Kavitation. Die Zerstörung von Bakterien und Partikeln erlaubt es darüber hinaus Kavitation zur Abwasserreinigung einzusetzen. Bei der Lithotripsie (Zertrümmerung von Nierensteinen) macht man sich die Auswirkungen der Kavitation auch im medizinischen Bereich zu nutze. Am Institut wird der Entstehungsprozess, also die Blasen- und Keimbildung, untersucht sowie analytische Modelle zur Beschreibung der Dynamik von Kavitationswolken entwickelt.
Turbomaschinen sind ein wichtiges Element unserer modernen Zivilisation. Sie verbrauchen ca. 35% des in der Industrie anfallenden Stromverbrauchs, aber generieren auch z.B. über 50% des Energiebedarfs des Vereinigten Königreichs. Aus ökonomischen Gründen arbeiten Turbomaschinen häufig nicht im Design-Point, bei dem der Wirkungsgrad maximal ist. In diesem Teillastbetrieb treten unterschiedliche, sekundäre Strömungsphänomene wie z. B. Kavitation, Rotating-Stall und Teillastrezirkulation auf, die sowohl den Wirkungsgrad als auch die Betriebssicherheit reduzieren. In Anbetracht der Bedeutsamkeit der Turbomaschinen widmet sich das Institut der Untersuchung dieser Phänomene. Die Teillastrezirkulation tritt bei der Unterschreitung einer kritischen Durchflusszahl ein woraufhin eine Ablösung und Rezirkulation der Strömung erfolgt. Diese Ablösung und Rezirkulation führt zu einer ungewollten Veränderung des Geschwindigkeitsprofils, Schubspannung, Dissipation und Turbulenz der Grenzschicht.
