TU Darmstadt / ULB / tuprints

Modellierung und Simulation der stationären und instationären Stömung in Diffusoren

Cordova, Mauricio :
Modellierung und Simulation der stationären und instationären Stömung in Diffusoren.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2007)

[img]
Preview
Kap. 1 bis 3 - PDF
Cordova1.pdf
Available under Simple publication rights for ULB.

Download (685Kb) | Preview
[img]
Preview
Kap. 4 - PDF
Cordova2.pdf
Available under Simple publication rights for ULB.

Download (3823Kb) | Preview
[img]
Preview
Kap. 5 (a) - PDF
Cordova3.pdf
Available under Simple publication rights for ULB.

Download (4Mb) | Preview
[img]
Preview
Kap. 5 (b) - PDF
Cordova4.pdf
Available under Simple publication rights for ULB.

Download (1042Kb) | Preview
[img]
Preview
Kap. 5 (c) - PDF
Cordova5.pdf
Available under Simple publication rights for ULB.

Download (4054Kb) | Preview
[img]
Preview
Kap. 5 (d) - PDF
Cordova6.pdf
Available under Simple publication rights for ULB.

Download (2435Kb) | Preview
[img]
Preview
Kap. 5 (e) - PDF
Cordova7.pdf
Available under Simple publication rights for ULB.

Download (3492Kb) | Preview
[img]
Preview
Kap. 5-Ende, Kap. 6 - PDF
Cordova8.pdf
Available under Simple publication rights for ULB.

Download (3584Kb) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Modellierung und Simulation der stationären und instationären Stömung in Diffusoren
Language: German
Abstract:

Innerhalb dieser Arbeit wurden numerische Untersuchungen einer inkompressiblen Strömung durch einen charakteristischen Ringdiffusor einer Gasturbine, durchgeführt. Vor der abschließenden Simulation wurde eine systematische Analyse der geometrischen sowie der numerischen Parameter durchgeführt. Die geometrischen Variationen bestehen aus einfachen Kanal- sowie Ringdiffusoren, für deren Simulation ein strukturierter zwei- bzw. dreidimensionaler Code verwendet wurde. Die untersuchten Kanalfälle bestehen aus einem beidseitig erweiternden Diffusor und mehreren einseitig erweiternden Diffusoren. Während die zunächst berechneten Ringdiffusoren aus einem freien bzw. hindernislosen Simulationgebiet bestehen, beinhaltet der abschließende komplexere Testfall auch ein zugehöriges rotierendes Speichenrad sowie je eine Vor- und Nachleitschaufelreihe. Die numerischen Simulationen wurden mit den sogenannten Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen (RANS) durchgeführt. Darin wurden als Variationen Turbulenzmodelle, unterschiedlich feine Gitter, Staupunktbehandlung und Ein- so wie Austrittrandbedingungen erfasst. Die vielen existierenden Turbulenzmodelle wurden in Rahmen dieser Arbeit auf Zwei-Gleichungs Wirbelviskositätsmodelle begrenzt. Die gewählten Turbulenzmodelle lassen sich durch die entsprechende Wandbehandlung klassifizieren: k-ε, k-ω und das hybride Modell von Menter für die Wand-Funktion sowie Abid, Chien, Fan et al., Lam-Bremhorst und Launder-Sharma für die low-Reynoldszahl Erweiterungen. Die Untersuchung des Gitters wurde mittels der Variation des dimensionslosen Wandabstandes der ersten Zelle (y+) und einer Zellendichte in Umfangsrichtung (ρθ) durchgeführt. Die Behandlung des Produktionsterms in der Transportgleichung für die turbulente kinetische Energie wurde bei den Simulationen variiert. Dabei wurde der Staupunkteinfluss auch durch eine Modifikation des Produktionsterms nach Kato und Launder berücksichtigt. Weiter wurde eine Modifikation verwendet, die von Wang und Stoffel entwickelt wurde und die den Einfluss des örtlichen Druckgradienten auf den Produktionsterm berücksichtigt. Man kann nach einer ausführlichen Untersuchung der Turbulenzmodelle darauf schließen, dass eine komplexe Diffusorströmung mit einer guten Genauigkeit beschrieben wird, wenn man das Turbulenzmodell von Abid (low-Reynolds) oder das von Menter (Wand-Funktion) wählt.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
This work consists of a numerical study from incompressible flows through a characteristic conic diffuser in a gasturbine. Before the conduction of the main Simulation, a systematic analysis of the geometrical and numerical parameters was made. The geometrical variations were made in a channel and in conical diffusers, simulated with a two and three dimensional code, respectively. The considered cases consist in an one symmetrical diffuser and six asymmetricals diffusers. Subsequently a complex conical diffuser geometrie with and without blades was simulated. The numerical simulations were made with RANS. Therein were studied: diverse turbulence modells, net's resolutions, stagnation point, as well as in- and out-boundary conditions. The choosen turbulence modells are k-ε, k-ω and the hybrid model from Menter, also were studied the low-Reynolds modells from Abid, Chien, Fan et al., Lam-Bremhorst and Launder-Sharma. The study of the net were made using the variation of the dimensionless wall-distance of the first cell (y+) and the cell density in circumference direction (ρθ). The treatment of the production term in the transport equation for the turbulent kinetic energy were also studied through the modification of the production term from Kato und Launder. After a detailed study of turbulence models, it can be asserted, that complex flows through diffusers are described with higher accuracy with use of turbulence models by Abid (low-Reynolds k-ε) and by Menter (hybrid model).English
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: Fachbereich Maschinenbau
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:22
Last Modified: 07 Dec 2012 11:52
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000791
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-7913
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Stoffel, Prof.Dr.-I Bernd and Schäfer, Prof. rer. Michael
Advisors: Stoffel, Prof.Dr.-I Bernd
Refereed: 31 January 2007
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/791
Export:

Actions (login required)

View Item View Item