Die transitionale Grenzschicht an Gasturbinenschaufeln: experimentelle Untersuchungen und Entwicklung eines neuen Verfahrens zur numerischen Beschreibung des laminar-turbulenten Umschlags
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin
Logos-Verl.
2000
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| Series: | Forschungsberichte aus dem Institut für Thermische Strömungsmaschinen
10 |
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| Physical Description: | XVIII, 277 S. Ill., graph. Darst. |
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INHALT
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
V
TABELLENVERZEICHNIS
XIII
SYMBOLVERZEICHNIS
XV
1
EINLEITUNG
UND
ZIELSETZUNG
1
2
GRUNDLAGEN
UND
STAND
DER
FORSCHUNG
5
2.1
STAUPUNKT
.
7
2.2
SAUGSEITE
.
10
2.2.1
LAMINARE
GRENZSCHICHT
.
12
2.2.2
LAMINAR-TURBULENTER
UMSCHLAG
.
13
2.2.3
TURBULENTE
GRENZSCHICHT
.
19
2.3
DRUCKSEITE
.
20
2.4
EXPERIMENTELLE
GITTERUNTERSUCHUNGEN
.
23
3
AEROTHERMISCHE
AUSLEGUNG
DES
TESTGITTERS
35
4
VERSUCHSAUFBAU
41
4.1
GESAMTANLAGE
.
41
4.2
MESSSTRECKE
.
43
4.2.1
TURBULENZERZEUGER
.
43
4.2.2
SCHAUFELGITTER
.
44
4.2.3
WAERMEUEBERGANGSMESSSCHAUFEL
.
45
4.2.4
DRUCKMESSSCHAUFELN
.
47
4.3
KUEHLWASSERKREISLAUF
.
48
5
MESSTECHNIK
51
5.1
STROEMUNGSMESSTECHNIK
.
51
II
INHALT
5.1.1
PNEUMATISCHE
SONDEN
.
51
5.1.2
LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE
.
52
5.1.3
HITZDRAHTANEMOMETRIE
.
53
5.2
WAERMEUEBERGANGSMESSTECHNIK
.
58
5.2.1
UEBERBLICK
.
58
5.2.2
WAERMEUEBERGANGSMESSUNG
MITTELS
GRADIENTENVERFAHREN
.
63
5.2.3
MESSUNG
DER
OBERFLAECHENTEMPERATUR
.
65
5.2.4
AUSWAHL
DES
MESSSCHAUFELMATERIALS
.
71
6
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
75
6.1
ANSTROEMUNG
.
75
6.1.1
VERTEILUNGEN
DER
STROEMUNGSGROESSEN
.
75
6.1.2
TURBULENZGRAD
.
83
6.1.3
TURBULENTE
LAENGENMASSE
.
85
6.2
PROFILDRUCKVERTEILUNG
.
89
6.3
WAERMEUEBERGANG
.
92
6.3.1
STAUPUNKT
.
92
6.3.2
SAUGSEITE
.
99
6.3.3
DRUCKSEITE
.
106
6.4
AERODYNAMISCHES
VERLUSTVERHALTEN
.
115
7
NUMERISCHE
BESCHREIBUNG
TURBULENTER
GRENZSCHICHTEN
119
7.1
PHYSIKALISCHE
GRUNDGLEICHUNGEN
.
119
7.2
TURBULENZMODELLE
FUER
STROEMUNGEN
MIT
WANDEINFLUSS
.
120
7.3
ZWEISCHICHTENTURBULENZMODELLE
.
126
7.3.1
EINGLEICHUNGSMODELLE
FUER
DEN
WANDNAHEN
BEREICH
.
126
7.3.2
MODELL
FUER
DIE
FREIE
STROEMUNG
.
129
7.3.3
KOPPLUNG
DER
TEILBEREICHE
.
130
7.4
LOW-REYNOLDS-NUMBER
K-E
MODELLE
.
132
7.5
RANDBEDINGUNGEN
ZUR
STROEMUNGSSIMULATION
.
133
INHALT
III
7.6
NUMERISCHES
BERECHNUNGSVERFAHREN
.
135
8
BERECHNUNG
VOLLSTAENDIG
TURBULENTER
GRENZSCHICHTEN
139
8.1
UNBESCHLEUNIGTE
GRENZSCHICHTEN
UND
KOPPLUNG
DER
ZWEI
MODELLBEREICHE
.
.
140
8.1.1
ISOTHERME
GRENZSCHICHTEN
.
140
8.1.2
GRENZSCHICHT
MIT
WAERMEUEBERGANG
.
148
8.2
VERZOEGERTE
GRENZSCHICHTEN
.
149
8.2.1
ISOTHERME
GRENZSCHICHTEN
.
150
8.2.2
GRENZSCHICHT
MIT
WAERMEUEBERGANG
.
151
8.3
GRENZSCHICHTEN
UNTER
DEM
EINFLUSS
ERHOEHTER
FREISTROMTURBULENZ
.
153
9
NUMERISCHE
BESCHREIBUNG
DES
LAMINAR-TURBULENTEN
UMSCHLAGS
157
9.1
DAS
TRANSIC-T
MODELL
.
159
9.1.1
INTERMITTENZFUNKTION
.
159
9.1.2
VORLAUFSTRECKE
.
162
9.1.3
UMSCHLAGBEGINN
.
162
9.1.4
UMSCHLAGENDE
.
167
9.2
EINGLEICHUNGSMODELL
VON
NORRIS
UND
REYNOLDS
.
173
9.3
ERWEITERUNG
DER
LOW-REYNOLDS-NUMBER
K-E
MODELLE
.
174
10
SIMULATION
TRANSITIONALER
GRENZSCHICHTEN
177
10.1
STARTBEDINGUNGEN
.
177
10.2
EINFLUSS
VARIABLER
ANSTROEMTURBULENZ
.
178
10.2.1
ISOTHERME
GRENZSCHICHTEN
.
178
10.2.2
GRENZSCHICHTEN
MIT
WAERMEUEBERGANG
.
182
10.3
KOMBINIERTER
EINFLUSS
VON
ANSTROEMTURBULENZ
UND
DRUCKGRADIENTEN
.
183
10.3.1
ISOTHERME
GRENZSCHICHTEN
-
BESCHLEUNIGT-VERZOEGERT
.
183
10.3.2
GRENZSCHICHTEN
MIT
WAERMEUEBERGANG
-
BESCHLEUNIGT
.
192
10.3.3
GRENZSCHICHTEN
MIT
WAERMEUEBERGANG
-
BESCHLEUNIGT-VERZOEGERT
.
195
11
BERECHNUNGEN
AN
GASTURBINENSCHAUFELN
201
IV
INHALT
11.1
MODERNE
PROFILE
.
202
11.1.1
HOCHBELASTETES
LEITGITTER
.
202
11.1.2
TRANSONISCHES
LEITGITTER
.
209
11.2
AKTUELL
IM
EINSATZ
BEFINDLICHE
PROFILE
.
214
11.2.1
STARK
UMLENKENDES,
GESTAFFELTES
ROTORGITTER
.
214
11.2.2
ERSTE
LEITREIHE
EINER
GASTURBINE
.
220
11.2.3
LAUFGITTER
EINES
FANTRIEBWERKS
.
225
11.2.4
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
227
12
ZUSAMMENFASSUNG
229
LITERATURVERZEICHNIS
233
ANHANG
255
A.L
GEOMETRIEDATEN
.
256
A.2
BERECHNUNGEN
AN
GASTURBINENSCHAUFELN
-
DRUCKSEITE
.
263
A.2.1
MODERNE
PROFILE
.
263
A.2.2
AKTUELL
IM
EINSATZ
BEFINDLICHE
PROFILE
.
270 |
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