Analog zur Anströmung mit 0 Grad wird jetzt das Profil Eppler 374 mit 4 Grad angeströmt. Bild Epp4GVSPf zeigt für fast das gesamte, simulierte Gebiet die skalare Geschwindigkeit in Farbe, die Druckverteilung als Isolinien und die Geschwindigkeiten als Trajektorien. Bild Epp4GVSP zeigt das Gebiet in höherer Auflösung.

Die simulierte turbulente, kinetische Energie teilt sich auf in die xy-Komponente mit Bild Epp4GKxy, in die xz-Komponente mit Bild Epp4GKxz und die yz-Komponente mit Bild Epp4GKyz. Die turbulente Längenskala mit Bild Epp4GL zeigt, dass erst im letzten Viertel des Profils die Längenskala  beginnend vom Startwert 100 µm stark anwächst. Typische Werte liegen bei etwas über 1 mm. Laut Berechnung der Diffusionskoeffizienten, die proportional zum Produkt aus Längenskala und Wurzel aus turbulenten, kinetischer Energie ist, ergeben sich sehr kleine Diffusionskoeffizienten im vorderen Bereich des Profils. Der Diffusionskoeffiziet in x-Richtung ist mit Bild Epp4GAx, in y-Richtung mit Bild Epp4GAy und in z-Richtung mit Bild Epp4GAz dargestellt.

Heinz Hansen hat mir u.a. eine Messung des vertikalen Geschwindigkeitsprofils im Nachlauf überlassen. Ich habe dieses Profil mit Bild Epp4GS1 nachgerechnet und festgestellt, dass mein simuliertes Profil eine zu geringen Geschwindigkeit im Zentrum des Nachlaufs ermittelt. Anstatt eine Reduktion der Geschwindigkeit relativ zur freien Strömung von ca. 3-4 m/s simuliere ich 8 m/s. Die Lösung des Problems ist, dass Turbulenz selbst eine mittlere Strömung produziert *). Dies kann man nachweisen, wenn man die Strömungsmechanik mit Hilfe von spektralen Methoden anstatt auf einem Gitter löst. Dann ist man gezwungen, die simulierten Änderungen den orthogonalen Moden zuzuordnen und stellt dann fest, dass auch der Mittelwert, also die mittlere Strömung, ihren Anteil erhält. Zwar ist es nicht möglich, aus den errechneten turbulenten, kinetischen Energie die gesamte Geschwindigkeitsverteilung zu rekonstruieren, aber mit der einfachen Beziehung v=sqrt(2*K) lässt sich immerhin eine Maximal-Schätzung mit Bild Epp4GS2 erstellen. Dann erhalte ich auch ca. 4 m/s. Allerdings erhält man im Grenzbereich zur freien Strömung zu hohe Werte.

Zum Abschluss habe ich analog zu einem realen Windkanal Rauchfahnen mit Bild EPP4GSM simuliert. Beide vor dem Profil ausgesetzten Rauchfahnen gleiten oben und unten in respektvollem Abstand über die Oberfläche des Profils. Erst im letzten Viertel fächert zumindest die obere Rauchfahne auf. Würde man dies in einem realen Windkanal beobachten, würde man dies als Übergang von einer laminaren zu einer turbulenten Strömung bezeichnen. Wie aber mit obigen Bilder bereits gezeigt ist auch im vorderen Teil des Profils genügend turbulente, kinetische Energie vorhanden. Da aber die Turbulenzelemente noch zu klein sind, macht sich die Turbulenz anfänglich noch nicht in der Ausbreitung der Rauchfahne bemerkbar.

*) Kapitäne großer Schiffe wissen: Es macht keinen Sinn mit voller Motorleistung gegen große Wellen anzukämpfen. Große Wellen reiten auf einer selbst produzierten, mittleren Strömung, gegen die ein großes Schiff auch noch anzukämpfen hätte.