The research within this thesis is motivated by engineering problems caused by the pressure fluctuations of the turbulent boundary layer such as the trailing-edge noise and the cabin noise of aircraft. The investigations initiate with the development of different aspects of particle image velocimetry (PIV) technique for diagnostics within turbulent flows. Improvement of tracer particles is sought by evaluating nanostructured aggregates for PFV measurement in extreme conditions where particles with fast response to flow fluctuations are required. In addition, to address the limitation of illumination intensity for high repetition volumetric measurement of turbulent flows, a multi-pass light amplification system is developed. The most significant contribution of this work to diagnostics is accomplished by evaluating the pressure fluctuations within the turbulent boundary layer from time-resolved velocity measurement using tomographic PIV (tomo-PIV) in combination with the Poisson pressure equation. The technique provides simultaneous measurement of volumetric time-resolved velocity and pressure within the turbulent boundary layer allowing investigation of the physical aspects along with identification of noise and vibration sources.

The developed diagnostics is applied to obtain the pressure field and study the extreme pressure fluctuations of the turbulent boundary layer known as the high amplitude pressure peaks (HAPP). The results associated the positive and the negative HAPPs with the shear layer and the vortical structures of the turbulent boundary layer, respectively. In the scope of the trailing-edge noise, the evolution of the coherent structures in the turbulent boundary layer over the trailing edge of an airfoil is experimentally investigated using the tomo-PIV technique. The high speed streaks of the turbulent boundary layer are observed to persist within the wake region due to vortical activities introduced as "counter-hairpin" vortices.

The final chapter of the thesis provides a brief overview of the investigations on the characterization and development of dielectric barrier discharge (DBD) actuators for control applications in turbulent flows. The induced body force and the velocity field of the plasma actuator are studied to evaluate and optimize the forcing mechanism. The potential applications of DBD actuators is also demonstrated for the control of vortex shedding from a blunt trailing-edge and also streak control within the turbulent boundary layer.

De motivatie voor liet huidige onderzoek is ingegeven door de akoestische emissie van de turbulente luchtstroom aan de achterste rand van vliegtuigvleugels. De ontwikkeling van relevante diagnostische technieken, mechanisme van turbulentie en mogelijke controle technieken voor de luchtstroom worden hier besproken.

De bewegingen van de luchtstroom in de turbulente laag gaan samen met drukschommelingen die intense akoestische golven uitzenden als ze over de achterste rand komen. Om te achterhalen waar de akoestische golf gevormd wordt, worden de drukschommelingen gemeten door het combineren van time-resolved velocity metingen met tomografische particle-image velocimetry (tomo-PFV) en de Poisson vergelijking voor druk. Het geëvalueerde onstabiele drukveld werd gevalideerd met microphone wall-pressure metingen.

De coherente structuren en het transport mechanisme binnen de turbulente luchtlaag dat over de achterste rand van een aërodynamisch vlak werd experimenteel onderzoek met tomo-PIV. De hoge snelheidsstroken van de turbulente laag bleven bestaan in de schroefwind door wervelingen die geïntroduceerd worden als 'counter-hairpin' vortices. De fractie drukpieken in de turbulente laag met een grote amplitude bleek de akoestische bron die het sterkst bijdroeg aan het geluid van de vliegtuigrand. De resultaten linken de positieve en de negatieve hoge amplitude drukpieken met respectievelijk de dwarslagen en de wervelende structuren.

Het laatste hoofdstuk van het proefschrift geeft een kort overzicht van het onderzoek naar de karakterisering en ontwikkeling van diëlektrische barrière ontlading (DBD) aandrijvingen voor controle toepassingen in turbulente stromingen. De geïnduceerde lichaam kracht en de snelheid terrein van de plasma-actuator worden bestudeerd om te evalueren en optimaliseren van het dwingen mechanisme. De mogelijke toepassingen van DBD actuatoren is ook aangetoond voor de controle van vortex shedding van een stompe trailing-edge en ook streak controle binnen de turbulente grenslaag.