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Kameier 2013 0 Berechnung des Druckverlustes durch einen 90° Krümmer Vergleich bei laminarer (Re=100) und turbulenter Strömung.

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Präsentation zum Thema: "Kameier 2013 0 Berechnung des Druckverlustes durch einen 90° Krümmer Vergleich bei laminarer (Re=100) und turbulenter Strömung."—  Präsentation transkript:

1 Kameier Berechnung des Druckverlustes durch einen 90° Krümmer Vergleich bei laminarer (Re=100) und turbulenter Strömung (Re=100000) Vergleich mit 1-D Stromfadentheorie, analytische Rechnung (Excel) Zur Vorbereitung der Simulation Abschätzung der möglichen Wandschubspannung (Reibung) Abschätzung der notwendigen Netzauflösung Aufbereitung der Simulationsdaten Darstellung der Netzauflösung Darstellung der Rohrströmungsprofile (laminares/turbulentes Profil am Eintritt; außen und innen strömen unterschiedlich schnell und für laminar und turbulent genau entgegengesetzt) Ablösung liegt bei sichtbarer Rückströmung vor Strömungstechnik II: CFD Praktikum

2 Kameier Begriffe der Grenzschichttheorie besser: zähe Unterschicht

3 Kameier Origin: Tobias Schmidt, Quantifizierbarkeit von Unsicherheiten bei der Grenzschichtwiedergabe mit RANS-Verfahren, Dissertation, TU Berlin, Grenzschichtprofil

4 Kameier Momentanwert= Mittelwert + Schwankungsgröße [ V ] [V DC ] [V AC ] instationäre Aerodynamik zeitliche Schwankungsgrößen 3

5 Kameier Reynolds-Gleichungen: Annährung turbulenter Strömungen möglich einsetzen von Mittel- und Schwankungswert zeitliche Mittelung RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes)

6 Kameier Reynoldsgleichung turbulente Zähigkeit Turbulenzmodelle etc. zeitliche Mittelung der Gleichung Konti-Gl. und Produktregel rückwärts nicht lineare partielle Differentialgleichung mit Orts- und Zeitabhängigkeit

7 Kameier Turbulenzmodellierung k = turbulente kinetische Energie = Dissipationsrate (spez. Energie/Zeit) = Frequenz der Energie dissipierenden Wirbel Blending (Überlagerung von k- und k- ) (BSL)Blending Sub-Layer Turbulenzmodellierung Shear Stress Transport (SST) Modell Ergebnisse experimenteller Untersuchungen der Grenzschichtströmung

8 Kameier Hintergrund - Turbulenzmodellierung LRR=Launder, Reece, Rodi ASM=Algebraische Spannungsmodell dimensionslose Darstellungen Linearlogarithmisch

9 Kameier Origin: Georgi Kalitzin Gorazd Medic, Gianluca Iaccarino, Paul Durbin, Near-wall behavior of RANS turbulence models and implications for wall functions, Journal of Computational Physics 204 (2005) 265–291. Wandfunktion und y+ Stützstellen zu nah an der Wand führen u.U. zu Fehlern!

10 Kameier Origin: Tobias Schmidt, Quantifizierbarkeit von Unsicherheiten bei der Grenzschichtwiedergabe mit RANS-Verfahren, Dissertation, TU Berlin, Vernetzung - strukturiert - - unstrukturiert - - unstrukturiert mit Inflation-Layer -

11 Kameier Abschätzung der Netzabmessung - über empirisch ermittelte Gleichung für die Wandschubspannung - (siehe auszufüllende Excel-Tabelle) C_f=(2*LOG10(U*x/nue)-0,65)^-2,3 Tau_w=c_f/2*rho*U^2 oder aus Schade/Kunz Formel ( ) Tau_w=0,0289*rho*nue^(1/5)*U^(9/5)*x^(-1/5) … mit y + =1 wird kleinster Wandabstand abgeschätzt.

12 Kameier Verfeinerung: Hohe Gradienten von p, V(wandnahe) Grenzschichten Enge Querschnitte Biegungen Wand


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