Keulegan-Carpenter-Zahl

Die Keulegan-Carpenter-Zahl (Formelzeichen: KC, nach Garbis Hvannes Keulegan (1890-1989)) ist eine dimensionslose Kennzahl, die bei der Beschreibung von Strömungen in porösen Medien verwendet wird. Sie kennzeichnet das Ansteigen des hydraulischen Widerstands bei oszillierenden Strömungen im Vergleich zu stationären Strömungen.

Gemäß dem Forchheimerschen Gesetz ist der hydraulische Widerstand I für stationäre Strömungen eine quadratische Funktion der Filtergeschwindigkeit v; I = av + b | v | v. Im Falle einer oszillierenden Strömung erhöht sich b gemäß $b \mapsto b(1+7.5/\mathit{KC})$ mit der Keulegan-Carpenter-Zahl

$\mathit{KC} = \frac{v_\text{m} \cdot T}{L}$,

wobei die einzelnen Formelzeichen für folgende Größen stehen:

• v_m: die maximale Amplitude der Strömungsgeschwindigkeit,
• T: die Periode der Strömung,
• L: die charakteristische Länge des Anwendungsfalls.

Literatur

• G. H. Keulegan and L. H. Carpenter: Forces on cylinders and plates in an oscillating fluid.” Journal of Research of the National Bureau of Standards, vol. 60 (1958), 423-440.
• M. Muttray, Wellenbewegung an und in einem geschütteten Wellenbrecher - Laborexperimente im Großmaßstab und theoretische Untersuchungen, Dissertation (TU Braunschweig) 2000, S. 10.