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Gemischbildung in Hochdruckbrennkammern: Numerische Ansätze zur Berechnung instationärer Zweiphasenströmungen

Burger, Matthias

Abstract:

Gegenstand dieser wissenschaftlichen Arbeit ist die Simulation von instationären Zweiphasenströmungen. Die Berechnungsgrundlage ist ein gekoppeltes Euler-Lagrange-Verfahren, das im Detail vorgestellt wird. Bei dieser numerischen Methode werden die Erhaltungsgleichungen der Gasphase in einem ortsfesten Koordinatensystem gelöst, während die Tropfen im mitbewegten Bezugssystem betrachtet werden. Obwohl die Kopplung der beiden Phasen aufgrund der zwei unterschiedlichen Bezugssysteme einen gewissen Mehraufwand bedeutet, kann dennoch gezeigt werden, dass das Euler-Lagrange-Verfahren eine sehr viel höhere Genauigkeit besitzt, als andere gängige Verfahren. Gerade bei der direkten numerischen Simulation einer wirbelbehafteten Zweiphasenströmung ist dies entscheidend. In diesem Fall darf das numerische Verfahren keine künstliche Diffusion beim Transport der dispersen Phase erzeugen. Anhand eines einfachen Beispieles wird gezeigt, dass das Euler-Lagrange-Verfahren diese Anforderung erfüllt.
Zur Validierung des Euler-Lagrange-Verfahrens wird in dieser Arbeit ein neuer Grundlagentestfall aufgesetzt: die tropfenbeladene karmansche Wirbelstraße. Diese idealisierte Konfiguration zeichnet sich durch eine wirbelbehaftete aber dennoch laminare Zweiphasenströmung aus. ... mehr


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000003019
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Thermische Strömungsmaschinen (ITS)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsjahr 2005
Sprache Deutsch
Identifikator ISBN: 3-8325-0868-6
ISSN: 1615-4983
urn:nbn:de:swb:90-30190
KITopen-ID: 1000003019
Verlag Logos Verlag Berlin
Serie Forschungsberichte aus dem Institut für Thermische Strömungsmaschinen ; 24
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Thermische Strömungsmaschinen (ITS)
Prüfungsdaten 21.01.2005
Externe Relationen Siehe auch
Referent/Betreuer Wittig, S.
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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