Holdings: Beitrag zur numerischen Berechnung rotierender Strukturen im Strömungsfeld hochbelasteter axialer Turboverdichter und Analyse der Entstehungsmechanismen

Beitrag zur numerischen Berechnung rotierender Strukturen im Strömungsfeld hochbelasteter axialer Turboverdichter und Analyse der Entstehungsmechanismen:

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Bibliographic Details
Main Author:	Teich, Matthias (Author)
Format:	Thesis Book
Language:	German
Published:	Kassel Kassel University Press [2019]
Subjects:	Rotationsströmung LES > Strömung Strömungsfeld Reynoldssche Gleichung Rotierende Ablösung Axialverdichter Kreiselverdichter Instabile Strömung Detached-Eddy-Simulation Instabilitätsphänomen Rotierende Instabilität Strömungsinstabilität Turbomschinen Hochschulschrift
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adam_text	IV INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS NOMENKLATUR XVIII 1. EINLEITUNG 1 2. STAND DER FORSCHUNG 3 2.1. STROEMUNGSPHAENOMENE IN VERDICHTERN ..................................................... 3 2.2. EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZUR RI ..................................................... 10 2.3. NUMERISCHE UNTERSUCHUNGEN ZUR RI ........................................................ 15 3. ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE 20 4. GRUNDLAGEN DER STROEMUNGSMECHANIK 26 4.1. ERHALTUNGSGLEICHUNGEN ............................................................................... 27 4.2. TURBULENTE STROEMUNG .................................................................................. 28 4.2.1. KOLMOGOROV HYPOTHESEN ............................................................. 29 4.2.2. KOLMOGOROV ENERGIESPEKTRUM ........................................................ 32 4.2.3. TAYLOR-HYPOTHESE ............................................................................ 37 4.3. TURBULENZMODELLIERUNG ............................................................................... 38 4.3.1. REYNOLDS-GEMITTELTE NAVIER-STOKES GLEICHUNGEN ....................... 39 4.3.2. DETACHED-EDDY-SIMULATION (DES) ............................................... 42 5. GRUNDLAGEN DER SIGNALANALYSE 43 5.1. SIGNALANALYSE IM ZEITBEREICH ................................................................... 44 5.2. SIGNALANALYSE IM FREQUENZBEREICH .......................................................... 44 5.3. METHODE ZUR FREQUENZ- UND MODENANALYSE ROTIERENDER PHAENOMENE IM STROEMUNGSFELD ........................................................................................... 47 5.3.1. MODELL .............................................................................................. 48 5.3.2. METHODIK ........................................................................................ 50 5.3.3. TESTFALL - SIGNALRAUSCHEN ................................................................ 58 INHALTSVERZEICHNIS V 6. VERWENDETE SOFTWARE UND HARDWARE 61 6.1. SOFTWARE ...................................................................................................... 61 6.2. HARDWARE ................................................................................................... 63 6.3. SKALIERBARKEIT ............................................................................................. 64 7. MODELLIERUNG UND NETZGENERIERUNG 69 7.1. RINGGITTERWINDKANAL .................................................................................. 69 7.1.1. MESSPOSITIONEN ............................................................................... 71 7.1.2. DATENBASIS UND BETRIEBSPUNKTE ..................................................... 72 7.2. RAEUMLICHE DISKRETISIERUNG ......................................................................... 73 7.2.1. VERNETZUNG DES RINGGITTERWINDKANALS (1 TEILUNG) ......................... 76 7.2.2. VERNETZUNG DES RINGGITTERWINDKANALS (17 TEILUNGEN) ................... 77 7.3. ZEITLICHE DISKRETISIERUNG ............................................................................ 78 7.4. RANDBEDINGUNGEN ..................................................................................... 81 8. NUMERISCHE UNTERSUCHUNGEN 86 8.1. VORUNTERSUCHUNGEN .................................................................................. 86 8.1.1. AUSWERTEPOSITIONEN ...................................................................... 89 8.1.2. THEORETISCHE GITTERUNTERSUCHUNG .................................................. 89 8.1.3. GUELTIGKEIT DES NUMERISCHEN MODELLS ............................................ 92 8.1.4. EINFLUSS DER TURBULENZMODELLIERUNG .............................................. 103 8.1.5. EINFLUSS DER ZEITSCHRITT- UND NETZWEITE ............................................. 108 8.1.6. RESSOURCENKALKULATION ................................................................... 115 8.2. UNTERSUCHUNG DES RGWKS HINSICHTLICH RI ............................................... 118 8.2.1. NACHWEIS DER RI UND METHODENEINFLUSS .......................................... 122 8.2.2. EINFLUSS DER EINTRITTSRANDBEDINGUNG ............................................... 129 8.2.3. DETAILUNTERSUCHUNG DER ROTIERENDEN INSTABILITAET .............................. 142 9. ZUSAMMENFASSUNG 161 ANHANG 164 A. ERHALTUNGSGLEICHUNGEN 165 B. UNTERSUCHUNG DES KOLMOGOROV ENERGIESPEKTRUMS 167 VI INHALTSVERZEICHNIS C. GRUNDLAGEN DER TRANSFORMATION IM FREQUENZBEREICH 171 0.1. FOURIER-REIHE .............................................................................................. 171 0.2. FOURIER-TRANSFORMATION (FT) .......................................................................... 174 D. ABSCHAETZUNG DER GITTERLAENGEN 180 E. RANDBEDINGUNGEN 183 F. TABELLEN 185 F.1 . AUSWIRKUNG DER VARIATION VERSCHIEDENER PARAMETER AUF DAS KOLMOGOROV- ENERGIESPEKTRUM ........................................................................................ 186 F.2. BASISGROESSEN DER SIGNALANALYSE ................................................................... 187 F.3. RANS RECHNUNGEN ................................................................................. 188 F.4. NUMERISCHE UNTERSUCHUNGEN PHASE 2 ....................................................... 189 F.5. SKALIERBARKEITSSTUDIE ................................................................................. 190
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