Simulation realer Laufradströmungen:
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München
Utz, Wiss.
1998
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INHALTSVERZEICHNIS
VERWENDETE
FORMELZEICHEN
UND
ABKUERZUNGEN
X
ZUSAMMENFASSUNG
1
1
EINLEITUNG
3
1.1
EINFUEHRUNG
.
3
1.2
STAND
DER
TECHNIK
.
4
1.3
ZIELSETZUNG
.
9
2
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
11
2.1
AUSGANGSGLEICHUNGEN
.
11
2.1.1
NAVIER-STOKES
GLEICHUNGEN
.
11
2.1.2
DIREKTE
NUMERISCHE
SIMULATION
(DNS)
.
12
2.1.3
REYNOLDS-GEMITTELTE
NAVIER-STOKES
GLEICHUNGEN
.
13
2.2
KONTROLLVOLUMENANORDNUNG
.
16
2.3
VARIABIENANORDNUNG
.
17
2.4
DISKRETISIERUNGSMETHODEN
.
19
2.5
BEZEICHNUNGEN
AM
KONTROLLVOLUMEN
.
21
2.6
INKOMPRESSIBLE
STROEMUNGEN
.
22
2.7
LOESUNGSVERFAHREN
.
24
2.7.1
DIE
LU-ZERLEGUNG
.
24
2.7.2
DIE
ILU-ZERLEGUNG
.
25
II
INHALTSVERZEICHNIS
2.7.3
DAS
YYSTRONGLY
IMPLICIT
PROCEDURE
(SIP)
"
LOESUNGSVERFAHREN
.
.
25
3
QUASI-DREIDIMENSIONALE
(Q3D)
VERFAHREN
28
3.1
Q3D
MODELLVORSTELLUNG
.
28
3.2
Q3D
EULER
CODE
MIT
STROMFUNKTIONSVERFAHREN
.
29
3.2.1
Q3D
EULER
GITTERSTROEMUNG
(SL
4
EBENE)
.
29
3.2.2
Q3D
EULER
MERIDIANSTROEMUNG
(S2
M
EBENE)
.
30
3.2.3
LOESUNG
DER
Q3D
EULER
STROMFUNKTIONSGLEICHUNGEN
.
31
3.3
Q3DNS
CODE
MIT
WIRBELTRANSPORTGLEICHUNG
.
31
3.3.1
Q3D
GITTERSTROEMUNG
.
33
3.3.2
LOESUNG
DES
GLEICHUNGSSYSTEMS
.
33
3.4
Q3DNS
CODE
MIT
ORIGINAEREN
GLEICHUNGEN
.
34
3.4.1
Q3D
GITTERSTROEMUNG
.
35
3.4.2
Q3D
MERIDIANSTROEMUNG
.
36
3.4.3
LOESUNG
DES
GLEICHUNGSSYSTEMS
.
37
3.4.4
TURBULENZMODELLIERUNG
.
39
4
DREIDIMENSIONALER
NAVIER-STOKES
CODE
46
4.1
AUSGANGSGLEICHUNGEN
.
46
4.2
DISKRETISIERUNG
DER
GLEICHUNGEN
.
49
4.2.1
APPROXIMATION
DER
OBERFLAECHENINTEGRALE
.
49
4.2.1.1
DISKRETISIERUNG
DER
KONVEKTIVEN
TERME
.
52
4.2.1.2
DISKRETISIERUNG
DER
DIFFUSIVEN
TERME
.
53
4.2.1.3
DISKRETISIERUNG
DER
DRUCKTERME
.
56
4.2.2
APPROXIMATION
DER
VOLUMENINTEGRALE
.
57
4.2.2.1
DISKRETISIERUNG
DER
QUELLTERME
.
57
4.3
IMPLIZITES
DRUCKKORREKTUR
VERFAHREN
.
57
4.4
GLOBALE
DRUCKKORREKTUR
.
61
INHALTSVERZEICHNIS
III
4.5
TURBULENZMODELLIERUNG
.
63
4.5.1
NULLGLEICHUNGSMODELL
.
64
4.5.2
DAS
STANDARD
K
-
E
TURBULENZMODELL
.
65
4.6
RANDBEDINGUNGEN
.
67
4.6.1
EINSTROEMRAENDER
.
67
4.6.2
AUSSTROEMRAENDER
.
68
4.6.3
PERIODISCHE
RAENDER
.
68
4.6.4
WAENDE
.
68
4.7
NORMIERUNG
.
73
4.8
LOESUNG
DES
GLEICHUNGSSYSTEMS
.
73
5
DER
NETZGENERATOR
78
5.1
GEOMETRISCHE
NETZGENERIERUNG
IN
DER
MERIDIANEBENE
.
78
5.2
NUMERISCHE
NETZGENERIERUNG
IN
DEN
GITTEREBENEN
.
80
6
KALIBRIERUNG
DES
CODES
83
6.1
KALIBRIERUNG
DURCH
MESSUNG
.
83
6.2
KALIBRIERUNG
DURCH
NUMERISCHE
SIMULATION
.
85
7
ERGEBNISSE
86
7.1
LAUFRAD
BRITE
NQ50
.
86
7.1.1
GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNGEN
C
U
/U
RE
F
UND
C
R
/UREF
.
86
7.1.2
KENNLINIE
.
93
7.1.3
HYDRAULISCHER
WIRKUNGSGRAD
.
95
7.1.4
DARSTELLUNG
EINES
GESAMTEN
SCHAUFELKANALS
.
96
7.2
LAUFRAD
BRITE
NQ20
.
97
7.2.1
GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNGEN
C
U
/U
RE
R
UND
C
R
/U
RE
F
.
98
7.3
AXIALVENTILATOR
AV142
.
101
IV
INHALTSVERZEICHNIS
8
SEKUNDAERSTROEMUNG
104
8.1
DEFINITION
DER
SEKUNDAERSTROEMUNG
.
104
8.2
DARSTELLUNG
DER
SEKUNDAERSTROEMUNG
.
106
9
BEWERTUNG
UND
AUSBLICK
113
LITERATURVERZEICHNIS
114
ANHANG
123
A
PERIODISCHE
RANDBEDINGUNGEN
123
A.L
SCHEMATISCHE
DARSTELLUNG
DER
PERIODISCHEN
RAENDER
.
123
A.2
DRUCK
UND
SKALARE
VARIABLEN
.
124
A.3
DRUCKGRADIENTEN
.
125
A.4
GESCHWINDIGKEITEN
.
125
A.5
GESCHWINDIGKEITSGRADIENTEN
.
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