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Beitrag zur Berechnung der Meridianströmung in Axialverdichtern auf der Basis der umfangsgemittelten Navier-Stokes-Gleichungen unter Berücksichtigung dreidimensionaler Einflüsse

Autor Ansgar Willburger
de Limba Germană Paperback – 21 iul 2011
Die Berücksichtigung dreidimensionaler Phänomene in einem 2D-Meridianströmungsmodellbildet das Ziel der Arbeit. Dies wird durch deterministische Spannungsterme, die ingebündelter Formals "Lumped Deterministic Source Term" (LDST) aus den Strömungsfeldernvon 3D-RANS-Simulationen berechnet werden, erreicht. Die Terme beinhalten Informationenüber die Unterschiede zwischen dem 3D- und 2D-Modell. Dies sind im Wesentlichendie Abweichungen des Strömungsfeldes von der Rotationssymmetrie und Anteile,die aus dem 2D-Schaufelkraftmodell resultieren.Die im Hinblick auf die LDST untersuchten Strömungsfelder sind die eines axialen Verdichtergitters,das als Stator aufgebaut ist und einer Axialverdichterstufemit CDA-Profilierungund Vorleitrad. Die Strömung im Einzelgitter zeichnet sich durch eine großflächige Ablösungder Grenzschicht auf der Schaufelsaugseite nahe der Nabe aus und das Strömungsfeldim Laufrad der Verdichterstufe weist ein lokales Überschallgebiet auf. Die Analyseder LDST beider Konfigurationen zeigt, dass diese Quell- oder Senkenterme durch lokalenicht rotationssymmetrische Veränderungen im Strömungsfeld hervorgerufen werden.Solche Gradienten finden sich an den Vorder- und Hinterkanten der Schaufeln, in den Radialspalten,im Bereich von Verdichtungsstößen und Strömungsablösungen. Stromab derHinterkanten klingen die Gradienten des Strömungsfeldes in Umfangsrichtung aufgrundvon Mischungsvorgängen ab und somit auch die LDS-Terme.Die Überprüfung der aus den 3D-Rechnungen ermittelten LDS-Terme erfolgt durch die Berücksichtigungdieser Quell- oder Senkenterme im 2D-Meridianströmungsverfahren. DerVergleich von derart berechneten Meridianströmungsfeldern mit den dichtegewichtet umfangsgemittelten3D-Ergebnissen zeigt eine sehr gute Übereinstimmung. Die Auswirkungender LDST und somit der dreidimensionalen Phänomene auf die 2D-Meridianströmungsind im wesentlichen eine Umverteilung von Energie und Impuls in radialer Richtung undstehen in Verbindung mit den Strömungsverlusten.
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Specificații

ISBN-13: 9783862191383
ISBN-10: 3862191389
Dimensiuni: 149 x 211 x 10 mm
Greutate: 0.19 kg
Editura: Kassel University Press