Die Wechselwirkung von Regen mit einem bewegten Fahrzeug führt zu einer teilweisen Benetzung seiner Oberfläche mit Wassertropfen. Dies resultiert in dünnen oberflächengebundenen Film- und Rinnsalströmungen, die sich unter dem kombinierten Einfluss der Schwerkraft und aerodynamischen Kräften bewegen. Im Transportwesen stellt eine aktiv ausgelegte Regenwasserführung eine effektive Maßnahme dar, um beispielsweise den Verschmutzungsprozess von Autos, oder die Vereisung von Flugzeugen beim Flug durch Wolken unterkühlter Tropfen zu beeinflussen. Die Vorgehensweise bei der Auslegung bleibt hier jedoch zumeist auf Erfahrungswerte und Versuche in Umweltwindkanälen beschränkt. Eine computergestützte Simulation der Wasserführung ist wünschenswert, jedoch auf extrem aufwändige direkte numerische Simulationen beschränkt und so nicht praktisch anwendbar.

Ein großes Einsparpotenzial für den Rechenaufwand besteht darin, wiederkehrende Elemente von dünnen Oberflächenströmungen zu identifizieren und mit physikalischen Modellen zu beschreiben. Diese Modelle können dann in numerische Strömunssimulationsprogramme implementiert werden und erlauben eine gröbere Auflösung des numerischen Gitters. Das Erarbeiten solcher physikalischen Modelle für eine Auswahl an aerodynamisch getriebenen Oberflächenströmungen ist das Ziel dieser experimentellen und analytischen Arbeit.

Um diese Modelle entwickeln zu können, wurde ein Satz an Windkanalexperimenten durchgeführt. Ein sich frei entwickelndes Benetzungsmuster auf einer Oberfläche wurde hier unter kontrollierten Eingangsbedingungen photographisch dokumentiert. Die so gesammelten Informationen über die vorliegenden Filme, Rinnsale und Tropfen erlauben es, Veränderungen im Erscheinungsbild des Benetzungsmusters durch verschiedene Eingangsbedingungen zu identifizieren und auf statistischer Basis zu diskutieren. Die so offengelegten Abhängigkeiten erlauben dann eine physikalische Modellbildung.

Die entwickelten Modelle konzentrieren sich auf die Erscheinungsformen aerodynamisch getriebener Filmströmungen und stellen eine Instabilität vor, die den Aufbruch von Filmen in Rinnsale und trockene Bereiche der Oberfläche erklären kann. Danach wird das Flüssigkeitsverhalten in bereits aufgebrochenen Filmen analysiert, die eine charakteristische, V-förmige Filmkontraktionszone aufweisen und schlussendlich in ein Rinnsal münden. Schließlich wird ein Kriterium eingeführt, das den Beginn des Mäanderns von aerodynamisch getriebenen Rinnsalen erklärt. Sämtliche Modelle bilden die experimentell aufgenommenen Daten gut ab was nahelegt, dass die relevanten Einflussfaktoren auf die genannten Phänomene aufgedeckt wurden. Dies ermöglicht die Verbesserung der numerischen Simulationsprogramme.

Abschließend wird in einem Ausblick angeregt, dass die hier vorgenommene Kategorisierung des gesamten Benetzungsmusters verwendet werden kann um den Rahmen für detailliertere Untersuchungen zu ermöglichen. Speziell wird vorgeschlagen, eine genauere Beschreibung von Rinnsalströmungen vorzunehmen, deren Eigenschaften - speziell unter Einfluss einer Luftströmung - nur grob verstanden sind.