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Characterization of the flow field inside a Ranque-Hilsch vortex tube using filtered Rayleigh scattering, Laser-2-Focus velocimetry and numerical methods

Doll, Ulrich und Beversdorff, Manfred und Stockhausen, Guido und Willert, Christian und Schlüß, Daniel und Morsbach, Christian (2014) Characterization of the flow field inside a Ranque-Hilsch vortex tube using filtered Rayleigh scattering, Laser-2-Focus velocimetry and numerical methods. In: 17th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics. 17th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, 07.-10. Juli 2014, Lissabon. ISBN 978-989-98777-8-8.

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Kurzfassung

The design process of aero engines as well as stationary gas turbines is largely dominated by the cost and time efficient methods of Computational Fluid Dynamics (CFD). Over the past decade the CFD solver TRACE for Favre-averaged compressible Navier-Stokes equations has been developed at the Institute of Propulsion Technology and has been adopted for research as well as industrial applications. In the context of turbomachinery design, reliable modeling of the turbulent flow phenomena involved is a crucial aspect and one of the major subjects of numerical research in fluid dynamics. Novel approaches accounting for the anisotropy of the Reynolds stress tensor promise an improved accuracy in the simulation of industrially relevant configurations. One key aspect in the development strategy of turbulence models is the direct comparison of computational results with validation data produced from appropriate experimental setups with well-defined geometries and boundary conditions. The Ranque-Hilsch vortex tube (RHVT) was chosen in this respect due to its simple geometry with no moving parts on the one hand and its nevertheless complex 3D flow features on the other hand. To provide suitable experimental data the filtered Rayleigh scattering technique extended by the method of frequency scanning (FSM-FRS) was chosen to characterize the RHVT's averaged flow field, since it is capable of simultaneously providing planar information on temperature, pressure and flow field velocity (through the Doppler shift). As the reconstruction of a three component velocity field from FSM-FRS data would require the measurement plane to be observed from three independent directions, the point-wise Laser-2-Focus (L2F) technique is applied to provide 2C velocity profiles at discrete positions downstream from the cold exit.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/89788/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Characterization of the flow field inside a Ranque-Hilsch vortex tube using filtered Rayleigh scattering, Laser-2-Focus velocimetry and numerical methods
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Doll, Ulrichulrich.doll (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Beversdorff, Manfredmanfred.beversdorff (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stockhausen, Guidoguido.stockhausen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Willert, Christianchris.willert (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schlüß, DanielNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morsbach, ChristianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2014
Erschienen in:17th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
ISBN:978-989-98777-8-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:filtered Rayleigh scattering, vortex tube, planar measurements, temperature, pressure, Doppler shift, CFD
Veranstaltungstitel:17th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics
Veranstaltungsort:Lissabon
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:07.-10. Juli 2014
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Engine Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk und Validierungsmethoden (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Triebwerksmesstechnik
Hinterlegt von: Doll, Ulrich
Hinterlegt am:25 Jul 2014 15:53
Letzte Änderung:31 Jul 2019 19:47

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