Turbulenzmodellierung zur Berechnung abgelöster Strömungen in Turbomaschinen:
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Aachen
Shaker
1997
|
| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Berichte aus der Strömungstechnik
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INHALTSVERZEICHNIS
BEZEICHNUNGEN
UND
SYMBOLE
III
1
EINLEITUNG
1
1.1
PROBLEMSTELLUNG
.
1
1.2
STAND
DER
FORSCHUNG
.
2
1.3
ZIELSETZUNG
.
10
2
PHYSIKALISCHE
GRUNDUEBERLEGUNGEN
12
2.1
BILANZGLEICHUNGEN
.
12
2.2
PHAENOMENOLOGIE
TURBULENTER
STROEMUNGEN
.
15
2.3
REYNOLDS
'
SCHE
GLEICHUNGEN
.
20
3
TURBULENZMODELLIERUNG
23
3.1
TRANSPORTGLEICHUNG
DES
REYNOLDS
'
SCHEN
SPANNUNGSTENSORS
.
23
3.2
HERLEITUNG
DER
MODELLGLEICHUNGEN
.
24
3.2.1
MODELLGLEICHUNGEN
DES
FC-E-MODELLS
.
24
3.2.2
ALGEBRAISCHES
REYNOLDS-SPANNUNGS-MODELL
(ARSM)
.
28
4
GASDYNAMISCHE
GRUNDGLEICHUNGEN
32
4.1
NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN
IM
SCHAUFELFESTEN
KOORDINATENSYSTEM
.
32
4.2
WIRBELVISKOSITAETS-ANSATZ
.
34
4.2.1
LOW-RE-NUMBER
FC-E-MODELL
NACH
CHIEN
.
36
4.2.2
LOW-RE-NUMBER
AE-E-MODELL
NACH
BISWAS&FUKUYAMA
.
39
4.3
ALGEBRAISCHER
REYNOLDS-SPANNUNGS-ANSATZ
.
42
4.4
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
IN
KONTURANGEPASSTEN
KOORDINATEN
.
46
5
DEFINITION
DER
GEOMETRIE
51
5.1
NETZTOPOLOGIE
.
51
5.2
NETZGENERIERUNG
.
54
6
NUMERISCHER
ALGORITHMUS
56
6.1
FINITE-VOLUMEN-APPROXIMATION
.
56
6.2
DISKRETISIERUNG
DER
KONVEKTIONS
UND
DRUCKTERME
.
57
6.2.1
CHARAKTERISTISCHE
FORM
DER
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
.
58
6.2.2
DAS
RIEMANN-PROBLEM
.
59
6.2.3
GODUNOV-VERFAHREN
.
63
6.2.4
APPROXIMATIVER
RIEMANN-LOESER
NACH
ROE
.
64
6.2.4.1
APPROXIMATION
DES
RIEMANN-PROBLEMS
.
64
6.2.4.2
ROE-LOESER
IM
KONTURANGEPASSTEN
BEZUGSSYSTEM
.
66
6.2.4.3
DIFFUSIONS
UND
ENTROPIEKORREKTUREN
.
71
6.2.4.4
UPWIND-VERFAHREN
HOEHERER
ORDNUNG
.
74
6.3
DISKRETISIERUNG
DER
VISKOSEN
FLUESSE
.
75
6.3.1
VISKOSE
FLUSSANTEILE
MIT
BEITRAEGEN
DES
FC-E-MODELLS
.
76
6.3.2
VISKOSE
FLUSSANTEILE
MIT
BEITRAEGEN
DES
ARSM
.
78
6.4
DISKRETISIERUNG
DER
QUELLTERME
.
79
6.5
ZEITLICHE
INTEGRATION
.
80
6.6
RANDBEDINGUNGEN
IN
TURBOMASCHINENGITTERN
.
83
6.6.1
KONTURBEDINGUNGEN
REIBUNGSBEHAFTETER
STROEMUNGEN
.
84
6.6.2
AN
UND
ABSTROEMBEDINGUNGEN
.
84
6.6.3
PERIODIZITAETSBEDINGUNGEN
.
87
6.7
RELAXATIONSTECHNIK
.
89
7
SIMULATION
DER
ABGELOESTEN
STROEMUNG
IN
EINEM
AXIALVERDICHTERLEITRAD
92
7.1
GEOMETRISCHE
UND
AERODYNAMISCHE
RANDBEDINGUNGEN
.
92
7.2
ZONEN
ABGELOESTER
STROEMUNG
.
96
7.3
FC-E-MODELL
TESTRECHNUNGEN
.
98
7.3.1
VERGLEICH
MIT
EXPERIMENTELLEN
DATEN
.
98
7.3.2
BEWERTUNG
DER
FC-E-MODELL
SIMULATIONEN
.
117
7.4
ARSM
TESTRECHNUNGEN
.
119
7.4.1
VERGLEICH
MIT
EXPERIMENTELLEN
DATEN
.
119
7.4.2
RAEUMLICHE
ENTWICKLUNG
DES
NABENECKENWIRBELSYSTEMS
.
130
7.4.3
BEWERTUNG
DER
ARSM-TESTRECHNUNGEN
.
133
8
ZUSAMMENFASSUNG
135
LITERATURVERZEICHNIS
139
A
BESTIMMUNGSGLEICHUNG
DER
REYNOLDS-SPANNUNGEN
158
B
BILANZFLAECHENORIENTIERTE
ZERLEGUNG
DES
GESCHWINDIGKEITSVEKTORS
160
C
METRIKKOEFFIZIENTEN
DER
VISKOSEN
FLUSSVEKTOREN
162
C.L
BEITRAEGE
DES
FC-E-MODELLS
.
162
C.2
BEITRAEGE
DES
ARSM
.
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