Experimentelle und numerische Untersuchung der Strömung in Outflow-Valves

Kalbhenn, Micha (2002)
Experimentelle und numerische Untersuchung der Strömung in Outflow-Valves.
Technische Universität Darmstadt
Ph.D. Thesis, Primary publication

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Item Type:

Ph.D. Thesis

Type of entry:

Primary publication

Title:

Experimentelle und numerische Untersuchung der Strömung in Outflow-Valves

Language:

German

Referees:

Tropea, Prof. Dr.- C.

Advisors:

Ewald, Prof. Dipl B.

Date:

4 October 2002

Place of Publication:

Darmstadt

Date of oral examination:

23 October 2001

Abstract:

Die vorliegende Arbeit untersucht die Strömung in Outlow-Valves. Zunächst wird die bekannte und ausführlich vermessene Strömung über eine rückspringende Stufe mit verschiedenen Turbulenzmodellen simuliert. Mit dem geeignetsten Modell wird daraufhin die Strömung durch ein Referenzventil mit komplexer Geometrie simuliert. Zur experimentellen Verifikation der Ergebnisse wird eine neue Versuchsanlage zur Vermessung der Innenströmungen bei unterschiedlichen Druckverhältnissen und -niveaus konzipiert und aufgebaut. In dieser Versuchsanlage wird ein neuer Ventilentwurf mit Hilfe der Strömungssimulation optimiert. Die Größen der Zielfunktion sind maxiamler Massenstrom bei geringstem Druchverhältnis und möglichst kleines Klappenmoment bei größtem Druckverhältnis. Im Experiment wir die Zuverlässigkeit der Simulation und die Leistungsfähigkeit des neuen Ventils nachgewiesen.

Alternative Abstract:

Alternative Abstract

Language

This study investigates the flow through an outflow-valve. First the well known flow over a backward-facing-stept is calculated using different turbulence models. The most suitable turbulence model is than used for the calculation of the flow through a so-called reference-valve with a complex geometry. For the experimental verification of the results a new test bed has been designed a built. This test bed allows to measure internal flows at different pressure-ratios and pressure-levels. Using computational fluid dynamics a new outflow-valve is being optimized in this test bed. The parameters of the target-function are maximum mass-flow at the lowest pressure-ratio and minimum torque at the maximum pressure-ratio. The reliability of the simulation and the predicted performance of the new valve are confirmed by experiments.

English

Uncontrolled Keywords:

valve-flow, internal flow, computational fluid dynamics, airflow,

Alternative keywords: