Hydrodynamische Wirkung von Flügelspitzenrauigkeiten an Schiffspropellern auf den Spitzenwirbel und die Spitzenwirbelkavitation:
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Rostock
Universität
2017
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG 1
1.1. M
OTIVATION.....................................................................................................
1
1.2. AUFGABENSTELLUNG UND GLIEDERUNG DER A RB E
IT........................................... 2
2. PHYSIK DER SPITZENWIRBELKAVITATION 3
2.1. ENTSTEHUNG VON SPITZENWIRBELN
................................................................
3
2.1.1. EIGENSCHAFTEN UND BERECHNUNG VON SPITZENWIRBELN
.....................
3
2.2. K
AVITATION.....................................................................................................
5
2.2.1. K A V ITATIO N SARTEN
.............................................................................
7
2.2.2. AUSWIRKUNG DER K AVITATION
.............................................................
9
2.2.3. MASSNAHMEN ZUR VERZOEGERUNG DER SPITZENWIRBELKAVITATION .... 10
3. BERECHNUNGSGRUNDLAGEN 14
3.1. BERECHNUNG VISKOSER STROEMUNGEN
.............................................................
14
3.1.1. REYNOLDS-AVERAGED KAVIER STOKES
GLEICHUNGEN............................ 14
3.1.2. LARGE EDDY SIM ULATION
...................................................................
18
3.2. W ANDM
ODELLIERUNG......................................................................................
21
3.2.1. WANDMODELLIERUNG IN R A N S
..........................................................
21
3.2.2. WANDMODELLIERUNG IN L E S
.............................................................
27
4. SIMULATIONSVORBEREITUNGEN UND MODELLIERUNG 31
4.1. MODELL VALIDIERUNG ZUR BERECHNUNG VON
SPITZENWIRBELN............................ 31
4.1.1.
RECHENDOMAIN...................................................................................
31
4.1.2. SIMULATIONSMODELL
..........................................................................
31
4.2. REFERENZPROPELLER UND B E TRIEB SP U N K T
.......................................................
32
4.3. REFERENZFLUEGEL IN TRANSLATORISCHER A N STROE M U N G
........................................
33
4.3.1.
RECHENDOMAIN...................................................................................
36
4.3.2.
MODELLBILDUNG...................................................................................
37
4.3.3. MODELLIERUNG DER RAUIGKEIT
..........................................................
38
4.3.4. MESSDATEN ZU VALIDIERUNGSZWECKEN
..............................................
40
4.4. REFERENZPROPELLER IN F RE IF A H R
T................................................................... 45
4.4.1.
RECHENDOMAIN...................................................................................
45
4.4.2.
MODELLBILDUNG...................................................................................
45
4.4.3. MESSDATEN ZU VALIDIERUNGSZWECKEN
.............................................. 46
5. SIMULATIONSRECHNUNGEN 48
5.1. VALIDIERUNGSRECHNUNG NACA-0012
.............................................................
48
5.1.1. GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNGEN
.......................................................
48
5.1.2. TURBULENTE SCHWANKUNGEN
.............................................................
49
5.2. REFERENZFLUEGEL IN TRANSLATORISCHER A N STROE M U N G
........................................ 52
5.2.1. GLATTER F LUE G
EL...................................................................................
52
5.2.2. RAUER FLUEGEL
...................................................................................
68
5.2.3. BERECHNUNG DER INTEGRALEN K R AE F TE
................................................. 68
5.2.4. WANDNAHE STROEMUNGSGROESSEN AN DER
FLUEGELSPITZE......................... 86
5.3. REFERENZPROPELLER IN F R E IF A H R
T......................................................................
101
5.3.1. GLATTE F
LUEGELSPITZE............................................................................
101
5.3.2. RAUE
FLUEGELSPITZE...............................................................................
103
5.3.3. ENTWURF DER OPTIMALEN FLUEGELSPITZENRAUIGKEIT
..............................
109
6. SCHLUSSBETRACHTUNGEN 112
6.1. ZUSAMMENFASSUNG UND F A Z
IT.........................................................................
112
6.2. A
USBLICK...........................................................................................................114
A. ANHANG 116
A.L. ABMESSUNGEN DES
REFERENZPROPELLERS.........................................................116
A.2. SCHUBVERTEILUNG DES
MODELLFLUEGELS...............................................................
128
A.3. INTEGRALE KRAEFTE AM F LUE G E
L...........................................................................
128
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