Numerische Simulation der Turbulenzentstehung in Grenzschichtströmungen aufgrund lokaler Störungen:
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INHALTSVERZEICHNIS
7
INHALTSVERZEICHNIS
FORMELZEICHEN
9
KURZZUSAMMENFASSUNG/ABSTRACT
13
1
EINLEITUNG
15
1.1
MOTIVATION
.
15
1.2
LYANSITION
IN
TURBOMASCHINEN
.
16
2
STAND
DER
LITERATUR
21
2.1
BYPASS-TRANSITION
.
21
2.2
TRANSITION
UEBER
SPONTANE
BILDUNG
VON
TURBULENZFLECKEN
.
24
2.3
METHODEN
ZUR
TYANSITIONSVORHERSAGE
.
27
2.4
MODELLIERUNG
DER
LYANSITION
.
29
2.5
MODELLANNAHINEN
.
30
2.5.1
ANALYSEN
MIT
HILFE
DER
LINEAREN
STABILITAESTHEORIE
.
30
2.5.2
DIREKTE
NUMERISCHE
SIMULATION
DER
TRANSITION
IN
DER
PLATTEN
GRENZSCHICHT
.
32
2.6
ZIEL
DER
ARBEIT
.
35
3
PHYSIKALISCHES
UND
MATHEMATISCHES
MODELL
37
3.1
MODELLBILDUNG
.
37
3.1.1
SIMULATION
MIT
PARALLELER
GRUNDSTROEMUNG
.
38
3.1.2
SIMULATION
MIT
NICHTPARALLELER,
RAEUMLICH
ANWACHSENDER
GRUND
STROEMUNG
.
39
3.2
GRUNDGLEICHUNGEN
.
40
3.2.1
QUASIKONSERVATIVE
NAVIER-STOKES
GLEICHUNGEN
.
40
3.2.2
STOERUNGSFORMULIERUNG
.
42
3.3
PARAMETRISIERUNG
DER
GRUNDSTROEMUNG
.
44
3.4
STOERUNG
.
45
8
INHALTSVERZEICHNIS
4
NUMERISCHES
VERFAHREN
47
4.1
RAEUMLICHE
DISKRETISIERUNG
.
47
4.1.1
WANDPARALLELE
RICHTUNGEN
.
47
4.1.2
WANDNORMALE
RICHTUNGEN
.
48
4.2
ZEITLICHE
DISKRETISIERUNG
.
50
4.3
RANDBEDINGUNGEN
.
50
4.4
ANFANGSBEDINGUNGEN
.
51
4.5
NUMERISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
52
4.5.1
GENAUIGKEIT,
KONVERGENZ,
STABILITAET
.
52
4.5.2
VERMEIDUNG
VON
ALIASINGFEHLERN
.
52
4.6
PARALLELISIERUNG
DES
VERFAHRENS
.
52
4.7
VERIFIKATION
.
54
5
ERGEBNISSE
DER
SIMULATIONEN
57
5.1
VERIFIKATIONSARBEITEN
.
57
5.1.1
ZEITLICHE
ENTWICKLUNG
.
57
5.1.2
ABKLINGVERHALTEN
UND
DISKRETISIERUNGSEINFLUSS
.
60
5.2
FALL
1
DES
EXPERIMENTES
VON
CANTWELL
(STARKE
GRENZSCHICHTAUFDICKUNG)
64
5.2.1
SIMULATIONSPARAMETER
.
64
5.2.2
EINFLUSS
DER
NICHTPARALLELITAET
.
68
5.3
FALL
2
DES
EXPERIMENTES
VON
CANTWELL
(GERINGE
GRENZSCHICHTAUFDICKUNG)
89
5.3.1
SIMULATIONSPARAMETER
.
89
5.3.2
EINFLUSS
DER
NICHTPARALLELITAET
.
90
5.4
ANWENDUNG
AUF
EINE
TURBINENSCHAUFELSTROEMUNG
.
94
5.4.1
SIMULATIONSPARAMETER
.
94
5.4.2
AMPLITUDENABHAENGIGKEIT
.
98
6
ZUSAMMENFASSUNG
103
LITERATUR
107
ANHANG
A:
STOERUNGSFORMULIERUNG
DER
NAVIER-STOKES
GLEICHUNGEN
115
ANHANG
B:
EINZELHEITEN
ZUR
PARALLELISIERUNG
DES
VERFAHRENS
119
ANHANG
C:
ABBILDUNGEN
ZUM
FALL
2
AUS
DEM
EXPERIMENT
VON
CANTWELL
125 |
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