Ein modulares System zur Nachrechnung und Optimierung hydraulischer Turbomaschinen radialer Bauweise:
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| Published: |
München
Verl. Dr. Hut
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
VERWENDETE FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN XIX
1 EINLEITUNG 1
1.1 AUFGABENSTELLUNG 1
1.2 STAND DER TECHNIK 2
1.3 AUFBAU DER ARBEIT 3
2 GRUNDLAGEN 5
2.1 STROEMUNGSSIMULATION 5
2.1.1 NUMERISCHE VERFAHREN 5
2.1.2 REYNOLDSGEMITTELTE NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN 6
2.1.3 TURBULENZMODELLE 7
2.1.4 QUASI-NAVIER-STOKES-VERFAHREN (QNS) 10
2.1.5 CFD-SOLVER NS3D 11
2.2 PROGRAMMIERTECHNIK 12
2.2.1 MODULARISIERUNG KOMPLEXER PROGRAMMSYSTEME 12
2.2.2 FRAMEWORKS 14
2.2.3 UNIVERSELLE SCHNITTSTELLENDEFINITION 16
2.3 GEOMETRIEDARSTELLUNG 17
2.3.1 KUBISCHE SPLINES 17
2.3.2 B-SPLINES 20
2.4 GEOMETRIEMODELLIERUNG 21
2.4.1 ROTATIONSSYMMETRISCHE TEILE 22
2.4.2 SCHAUFELFLAECHEN 24
2.4.3 ANDERE STROEMUNGSFUEHRENDE TEILE 25
2.5 ENTWURFSVERFAHREN 25
2.5.1 DIMENSIONIERUNG, LAYOUT 26
IX
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1012460991
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
X INHALTSVERZEICHNIS
2.5.2 ERSTENTWURF 27
2.5.3 OPTIMIERUNG 28
2.6 VERNETZUNG 28
2.6.1 VERFUEGBARE INTERFACES 30
2.6.2 HIERARCHISCHE NETZGENERIERUNG 31
2.6.3 PARTITIONIERUNG 32
2.6.4 SCHAUFELBEREICH 32
2.6.5 ROTATIONSSYMMETRISCHE BEREICHE 36
2.6.6 ENTLASTUNGSBOHRUNG 37
2.6.7 SPIRALTEILSTUECKE 37
2.6.8 SPIRALE 40
2.7 AUSWERTUNG 42
2.7.1 INTEGRALE GROESSEN 42
2.7.2 LOKALE GROESSEN 44
3 ECHTZEITVERHALTEN 49
3.1 ANWENDUNG DES QNS-VERFAHRENS 49
3.2 INTEGRALE GROESSEN 50
3.3 LOKALE GROESSEN 52
3.4 VERHALTEN BEI AENDERUNGEN 57
3.5 LAUFZEITVERHALTEN 62
3.6 BEURTEILUNG DES QNS-VERFAHRENS 62
4 AUTOMATISIERUNG DES CFD-EXPERIMENTS 63
4.1 EFFIZIENTE SHARED MEMORY PARALLELISIERUNG 64
4.1.1 ABSCHAETZUNG DER ANZAHL MOEGLICHER LOESUNGEN 64
4.1.2 ZIELFUNKTION 65
4.1.3 HEURISTISCHE AUFTEILUNG 67
4.1.4 LAUFZEITVERHALTEN PRAKTISCHER BEISPIELE 68
4.2 RADIALPUMPEN 74
4.2.1 PARTITIONIERUNG DES STROEMUNGSBEREICHS 74
4.2.2 VERNETZUNGSPARAMETER 76
4.2.3 KONFIGURATION DES SOLVERS 83
4.3 FRANCIS-TURBINE 89
4.3.1 PARTITIONIERUNG DES STROEMUNGSBEREICHS 90
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XI
4.3.2 VERNETZUNGSPARAMETER 90
4.3.3 KONFIGURATION DES SOLVERS 93
5 ANWENDUNG 95
5.1 EINZELKANALSIMULATIONEN 95
5.1.1 PUMPENREIHE 95
5.1.2 TURBINENKENNFELD 102
5.2 AUTOMATISIERTE OPTIMIERUNG 105
5.2.1 GENETISCHE ALGORITHMEN 105
5.2.2 ERGEBNISSE 109
5.3 AXIALSCHUB EINER RADIALPUMPE 119
5.3.1 EINZELKANALRECHNUNG 120
5.3.2 CHARAKTERISTIKEN 129
5.3.3 AXIALKRAFT 133
5.3.4 FROZEN-ROTOR-RECHNUNG 138
5.3.5 BEWERTUNG 142
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 145
LITERATURVERZEICHNIS 147 |
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