128 Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, "April 1917.
schicht den Wert Null erreichen und selbst überschreiten können, das heißt, die
Strömung wird rückläufig werden. Wir bekommen demnach ein Strömungsbild,
wie es in der Fig. 6 gezeichnet ist, wo der Einfachheit halber die Oberfläche gerade
angenommen ist. Die Geschwindigkeiten relativ zur Körperoberfläche sind an den
Vertikalen zur Oberfläche als horizontale Strecken abgesetzt und die Endpunkte
aller Strecken durch gekrümmte Linien verbunden. Auf der Linie AB hat die
Geschwindigkeit den Wert Null. Im Punkte A löst sich die Strömung von der Ober-
fläche ab, AB stellt den Schnitt der Unstetigkeitsfläche dar. die sich in die Flüssigkeit
hinausschiebt. )
Die Ablösungsstelle ist nach einem Annäherungsverfahren von Blasius!)
berechnet worden, und Hiemenz?) hat für den Fall eines geraden Kreiszylinders
durch Versuche die Übereinstimmung der Theorie mit der Wirklichkeit bewiesen.
Insbesondere ergab sich aus Blasius’ Rechnung, daß die Lage der Ablösungs-
stelle von der inneren Reibung der Flüssigkeit unabhängig und nur von der Körper-
form abhängig ist.
Wir betrachten jetzt den Raum innerhalb der Unstetigkeitsfläche. An den
Punkten desselben, die der Unstetigkeitsfläche benachbart sind, wird. derselbe Druck
herrschen wie an den gegenüberliegenden Punkten außerhalb der Fläche, da der
Druck sich auf beiden Seiten der Fläche im Gleichgewicht halten muß. Wenn nun
die Geschwindigkeit außerhalb der Fläche überall den Betrag behielte, den sie an der
Ablösungsstelle hatte, so würde auch der Druck in dem von der Fläche umschlossenen
Raume ebenso groß sein, wie an der Ablösungsstelle. In Wirklichkeit wird aber
infolge der inneren Reibung die Geschwindigkeit der außen an der Unstetigkeits-
fAäche entlang strömenden Luft von der Ablösungsstelle ab ständig abnehmen,
In demselben Maße wird der Druck an der Außenseite der Fläche und daher auch
in dem von der Fläche umschlossenen Raume zunehmen und sich allmählich wieder
dem Werte. der im Unendlichen herrscht, nähern. Daher kommt es auch, daß man
den Widerstand eines Körpers verringern kann, indem man ihm hinten einen Ansatz
gibt, der sich allmählich verjüngt. Infolge der Zunahme des Druckes im Wirbelraum
werden die auf die Rückseite wirkenden Drucke um so größer werden, je weiter
sich der Körper in den Wirbelraum erstreckt, und desto kleiner wird die Differenz
zwischen den Drucken auf die Vorder- und auf die Rückseite des Körpers. Ebenso
erklärt sich, daß zwei Körper, die axial in der Richtung der Strömung aufgestellt
werden, zusammen einen kleineren Widerstand haben als jeder einzelne für sich,
solange ihre gegenseitige Entfernung nicht zu groß ist. Der hinten stehende Körper
wird die Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die an dem vorderen Körper vorbei-
geströmt ist, verringern, und dadurch den Druck an der Rückseite des ersten Körpers
erhöhen.
Jetzt erklärt sich auch leicht die Wirkung der Turbulenz, den Widerstands-
koeffizienten w zu verkleinern. Je stärker die Turbulenz ist, desto stärker wird der
Austausch von Bewegungsenergie zwischen der Flüssigkeit an beiden Seiten der
Unstetigkeitsfläche sein, desto stärker wird die außen vorbeiströmende Flüssigkeit
von der relativ zum Körper ruhenden Flüssigkeit innerhalb der Unstetigkeitsfläche
zurückgehalten und desto schneller werden die Drucke längs der Unstetigkeits-
fläche steigen. Die Turbulenz wirkt also wie eine Zunahme des Reibungskoeffizienten.
Auch sonst ist bekannt, daß sich die turbulenten Flüssigkeitsbewegungen makro-
skopisch oft in der Weise beschreiben lassen, daß man an Stelle des gewöhnlichen
Reibungskoeffizienten einen vergrößerten Koeffizienten der Turbulenzreibung ein-
führt. Schwieriger ist zu erklären, warum die Turbulenz die Wirkung hat, die Ab-
lösungsstelle der Grenzschicht nach hinten zu verlegen. Dieses experimentelle Resultat
steht eigentlich im Widerspruch mit dem Ergebnis von Blasius, daß die Ablösungs-
stelle von dem Reibungskoeffizienten unabhängig sein soll, Man könnte daran denken,
daß es der stark turbulenten Luft infolge ihres größeren Energieinhalts gelingt,
weiter in das Gebiet vorzudringen, in dem der Druck wieder zunimmt.
‘) H. Blasius, Grenzschichten in Flüssigkeiten mit kleiner Reibung. Zeitschr. f. Math. u.
Phys., H. 1, 1908, 4
2) K. Hiemenz, Die Grenzschicht an einem in gleichförmigen Flüssigkeitsstrom eingetauchten
Kreiszylinder. Inaugural-Dissertation, Berlin 1911.