Die Grobstruktursimulation turbulenter Strömungs- und Stoffausbreitungsprozesse in komplexen Geometrien:
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Sankt Augustin
Academia-Verl.
1995
|
| Series: | Technische Hochschule <Aachen> / Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft: Mitteilungen
102 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 1995 |
| Physical Description: | XXII, 195 S. Ill., graph. Darst. |
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INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
1
EINLEITUNG
.
1
1.1
EINFUEHRUNG
IN
DIE
PROBLEMATIK
.
1
1.2
AUFGABENSTELLUNG
UND
ZIELSETZUNG
.
2
1.3
VORGEHENSWEISE
.
4
2
MOEGLICHKEITEN ZUR
BERECHNUNG
VON
TURBULENTEN
STROEMUNGEN
UND
STOFFAUSBREITUNGSPHAENOMENEN
.
7
2.1
GRUNDLAGEN
DER
STROEMUNGS
UND
TRANSPORTBERECHNUNGEN
.
7
2.1.1
INKOMPRESSIBLE
STROEMUNGEN
.
7
2.1.2
TRANSPORT
GELOESTER
STOFFE
.
10
2.2
BERECHNUNGSANSAETZE
FUER
TURBULENTE
STROEMUNGEN
.
12
2.2.1
ABGRENZUNG
DER
BEGRIFFE
"LAMINARE
STROEMUNG"
UND
"TURBULENTE
STROEMUNG
"
.
12
2.2.2
UNTERSCHEIDUNG
DER
VERSCHIEDENEN
BERECHNUNGSVERFAHREN
NACH
ART
UND
GRAD
DER
MITTELUNG
DER
TURBULENZWIRBEL
.
15
2.2.3
EINSATZBEREICH
DER
DIREKTEN
NUMERISCHEN
SIMULATION
.
19
2.2.4
ANWENDUNG
STATISTISCHER
TURBULENZMODELLE
FUER
DIE
REYNOLDS
GLEICHUNGEN
.
22
2.2.5
ANSAETZE
FUER
DIE
BERECHNUNG
TURBULENTER
STROEMUNGEN
IN
DER
NAEHE
FESTER
WAENDE
.
26
2.3
BERECHNUNGSANSAETZE
FUER
DIE
TURBULENTE
STOFFAUSBREITUNG
.
29
2.4
MATHEMATISCHE
ANSAETZE
ZUR
LOESUNG
DER
GEKOPPELTEN
STROEMUNGS
GLEICHUNGEN
.
32
2.5
ZUR
VERFUEGUNG
STEHENDE
NUMERISCHE
LOESUNGSVERFAHREN
.
36
3
GROBSTRUKTURSIMULATIONSANSAETZE
.
41
3.1
EINFUEHRUNG
IN
DIE
GROBSTRUKTURSIMULATION
DER
STROEMUNGSGLEICHUNGEN
.
41
3.1.1
FILTERUNG
DER
NAVIER-STOKES'SCHEN
GLEICHUNGEN
.
42
3.1.2
EXISTIERENDE
FILTER
.
44
3.1.3
BEHANDLUNG
DES
KONVEKTIVEN
TERMS
.
47
3.1.4
MODELLIERUNG
DER
FEINSTRUKTURSPANNUNGEN
.
49
3.1.5
ANWENDUNGEN
.
56
3.2
GROBSTRUKTURSIMULATIONSMODELLE
FUER
STOFFFRANSPORTGLEICHUNGEN
.
60
3.3
AUSWAHL
EINES
GEEIGNETEN
GROBSTRUKTURSIMULATIONSANSATZES
FUER
DIE
STROEMUNG
IN
KOMPLEXEN
GEOMETRIEN
.
62
3.3.1
NUMERISCHES
LOESUNGSVERFAHREN
.
62
3.3.2
FILTERUNGSANSATZ
.
64
3.3.3
FEINSTRUKTURTURBULENZMODELL
.
65
3.3.4
FILTER
.
67
3.3.5
UEBERSICHT
UEBER
DIE
AUSGEWAEHLTE
KOMBINATION
.
70
3.4
AUSWAHL
EINES
GEEIGNETEN
GROBSTRUKTURSIMULATIONSVERFAHRENS
FUER
DEN
STOFFTRANSPORT
.
73
3.5
WANDANSAETZE
FUER
DIE
GROBSTRUKTURSIMULATION
.
76
4
MATHEMATISCH-NUMERISCHES
MODELL
.
79
4.1
VORBEMERKUNGEN
ZUR
MODELLENTWICKLUNG
.
79
4.2
DAS
PROGRAMM
PASTIS-3D
ALS
BASIS
FUER
DAS
GROBSTRUKTURSIMULATIONS
MODELL
.
80
4.3
RAND
UND
ANFANGSBEDINGUNGEN
.
87
4.3.1
DEFINITION
DER
RAND
UND
ANFANGSBEDINGUNGEN
.
87
4.3.2
PROJEKTION
VON
NORMALEN
UND
TANGENTIALEN
RANDBEDINGUNGEN
IN
DAS
GLOBALE
KOORDINATENSYSTEM
.
90
4.3.3
IMPLEMENTIERUNG
DER
WANDGESETZE
.
95
4.4
IMPLEMENTIERUNG
DER
FEINSTRUKTURELEMENTE
.
98
4.4.1
DAS
SMAGORINSKY-MODELL
.
98
4.4.2
DAS
GERMANO-LILLY-MODELL
.
99
5
VERIFIKATIONS
UND
VARIATIONSRECHNUNGEN
.
103
5.1
AUSWAHL
DES
VERIFIKATIONSBEISPIELS
.
103
5.2
ZWEIDIMENSIONALE
DIREKTE
NUMERISCHE
SIMULATIONEN
ZUR
UNTERSUCHUNG
DER
ZEITLICHEN
INTEGRATIONSSCHEMATA
.
105
5.2.1
VORGEHENSWEISE
.
105
5.2.2
MODELLDATEN
DER
DIREKTEN
NUMERISCHEN
SIMULATION
.
106
5.2.3
ERGEBNISSE
DER
SIMULATION
MIT
DEM
EXPLIZITEN
ZEITINTEGRATIONS
SCHEMA
.
108
5.2.4
VERGLEICH
DER
ERGEBNISSE
MIT
DEN
VERSCHIEDENEN
ZEITINTEGRATIONS
SCHEMATA
.
111
5.3
VERIFIKATIONS
UND
VARIATIONSRECHNUNGEN
ANHAND
DREIDIMENSIONALER
GROBSTRUKTURSIMULATIONEN
.
114
5.3.1
VORGEHENSWEISE
.
114
5.3.2
MODELLDATEN
DER
GROBSTRUKTURSIMULATION
.
115
5.3.3
ERGEBNISSE
DER
SIMULATIONEN
MIT
VERSCHIEDENEN
FEINSTRUKTUR
PARAMETEM
.
116
5.3.4
UEBERPRUEFUNG
DER
FILTERWEITENBERECHNUNG
.
122
5.3.5
UNTERSUCHUNG
DER
RANDBEDINGUNGSANSAETZE
FUER
FESTE
WAENDE
.
123
5.3.6
VERGLEICH
DER
FEINSTRUKTURTURBULENZMODELLE
.
125
5.4
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ERGEBNISSE
DER
VARIATIONSRECHNUNGEN
.
128
6
NACHRECHNUNG
EINES
PHYSIKALISCHEN
MODELLVERSUCHES
.
130
6.1
MOTIVATION
DER
NACHRECHNUNG
.
130
6.2
PHYSIKALISCHER
MODELLVERSUCH
.
130
6.2.1
AUFBAUDESVERSUCHSSTANDES
.
130
6.2.2
MODELLGEOMETRIE
.
134
6.2.3
VERSUCHSABLAUF
.
135
6.3
GROBSTRUKTURSIMULATION
DES
MODELLVERSUCHES
.
136
6.3.1
DISKRETISIERUNG
DES
MODELLGEBIETES
.
136
6.3.2
RAND
UND
ANFANGSBEDINGUNGEN
.
139
6.3.3
VERWENDETER
GROBSTRUKTURSIMULATIONSANSATZ
UND
ZEITLICHES
DISKRETISIERUNGSVERFAHREN
.
143
6.3.4
ERGEBNISSE
DER
NUMERISCHEN
SIMULATIONEN
.
144
6.4
VERGLEICH
ZWISCHEN
MESSUNG
UND
RECHNUNG
.
149
6.5
FAZIT
ZUR
NACHRECHNUNG
DES
MODELLVERSUCHES
.
151
7
ANWENDUNGSBEISPIEL
DREILAEGERBACHTALSPERRE
.
1S3
7.1
PROBLEMSTELLUNG
.
153
7.2
DAS
MATHEMATISCH-NUMERISCHE
MODELL
DREILAEGERBACHTALSPERRE
.
155
7.2.1
DISKRETISIERUNG
.
155
7.2.2
RANDBEDINGUNGEN
.
156
7.2.3
BESONDERHEITEN
DES
VERWENDETEN
GROBSTRUKTURSIMULATIONS
PROGRAMMES
.
157
7.2.4
SIMULATIONSABLAUF
.
159
7.3
ERGEBNISSE
DER
GROBSTRUKTURSIMULATION
.
160
7.3.1
VORGEHENSWEISE
BEI
DER
AUSWERTUNG
.
160
7.3.2
ERGEBNISSE
DER
STROEMUNGSBERECHNUNG
.
160
7.3.3
ERGEBNISSE
DER
TRANSPORTBERECHNUNG
.
166
7.4
VERGLEICH
DER
SIMULATIONSERGEBNISSE
MIT
DER
FOTOGRAPHISCH
DOKUMEN
TIERTEN
TRUEBSTOFFAUSBREITUNG
170
7.5
FAZIT
ZUR
BERECHNUNG
DER
DREILAEGERBACHTALSPERRE
.
173
8
EINSATZMOEGLICHKEITEN
FUER
GROBSTRUKTURSIMULATIONSMODELLE
IN
DER
INGENIEURPRAXIS
.
174
8.1
ANFORDERUNGEN
DER
INGENIEURPRAXIS
.
174
8.2
ALLGEMEINGUELTIGKEIT
DES
ENTWICKELTEN
GROBSTRUKTURSIMULATIONS
MODEILES
.
175
8.3
ZU
DEN
GENAUIGKEITSANFORDERUNGEN
IN
DER
INGENIEURPRAXIS
.
176
8.4
ZUR
KOMPLEXITAET
DER
ANWENDUNG
VON
GROBSTRUKTURSIMULATIONS
MODELLEN
.
177
8.5
MOEGLICHKEITEN
ZUR
REDUZIERUNG
DES
BERECHNUNGSAUFWANDES
.
178
9
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.180
LITERATURVERZEICHNIS
184 |
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