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Thermal Lattice Boltzmann Methods for the Simulation of Turbulent Flows with Conjugate Heat Transfer – Application to Refrigerated Vehicles

Gaedtke, Maximilian

Abstract:
In dieser Arbeit wird eine thermische Lattice-Boltzmann-Methode (TLBM) für die instationäre Simulation turbulenter Strömungen mit natürlicher Konvektion und konjugierter Wärmeübertragung vorgestellt. Turbulente Strömungen mit ihren chaotischen Druck- und Geschwindigkeitsschwankungen stellen eine besondere Herausforderung für numerische Simulationen dar, wobei turbulente Strömungen, angetrieben durch thermische Auftriebskräfte, eine besonders schwierige Aufgabe darstellen. Wie in dieser Arbeit gezeigt wird, ermöglicht TLBM Large Eddy Simulationen (LES) solcher Probleme im industriellen und technischen Maßstab unter Verwendung eines Smagorinsky-Feinstruktur-Modells und unter Ausnutzung seiner intrinsischen Parallelisierbarkeit sowie der Möglichkeit, mehrere tausend Prozessorkerne zu verwenden. ... mehr

Abstract (englisch):
This thesis presents a thermal lattice Boltzmann method (TLBM) for the unsteady simulation of turbulent flows with natural convection and conjugate heat transfer. Turbulent flows with its chaotic pressure and velocity fluctuations pose a special challenge for numerical simulations, where thermal buoyancy driven turbulent flows represent a particularly difficult task. As shown in this work, TLBM enables large eddy simulations (LES) of such problems on industrial and engineering scale using a Smagorinsky sub grid scale model executed on several thousand processor cores leveraging its intrinsic parallelizability. ... mehr

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Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000126904
Veröffentlicht am 02.12.2020
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik (MVM)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 02.12.2020
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000126904
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang XVI, 187 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik (CIW)
Institut Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik (MVM)
Prüfungsdatum 05.11.2020
Referent/Betreuer Prof. H. Nirschl
Schlagwörter Computational Fluid Dynamics (CFD), Turbulent Flows, Thermal Lattice Boltzmann Method (LBM), Large Eddy Simulation (LES), Conjugate Heat Transfer (CHT), Refrigerated Vehicles
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