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Modellierung des turbulenten Wärmeflusses in Turbomaschinenströmungen

Rochhausen, Stefan (2018) Modellierung des turbulenten Wärmeflusses in Turbomaschinenströmungen. Dissertation. DLR-Forschungsbericht. DLR-FB-2018-10, 113 S. (In Press)

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Abstract

Die numerische Berechnung der Aerothermodynamik einer filmgekühlten Turbine mittels 3D-CFD führt zu einem verbesserten Verständnis der Strömungs- und Temperatursituation. Typischerweise werden im industriellen Auslegungsprozess die reynoldsgemittelten Navier-Stokes-Gleichungen gelöst, die eine geeignete Modellbildung für die unbekannten Terme des turbulenten Impuls- und Wärmetransports erfordern. Es werden zwei verschiedene Modellansätze für den turbulenten Wärmetransport untersucht: Die einfache und die generalisierte Gradientendiffusion. Danach wird an einer wandgebundenen Grenzschicht sowie an einer freien Scherschicht die grundlegende Funktionalität der Modellierung nachgewiesen. Die Validierung eines verrippten Kühlkanals, eine filmgekühlte Turbinenseitenwand sowie die Berechnung der Ausmischung einer heißen Strähne geben einen Eindruck von der Leistungsfähigkeit der Modellierung in der Anwendung beim Turbomaschinendesign. Es zeigt sich bei der Berechnung des Temperaturfelds der freien Scherschicht, dass die Modelle der generalisierten Gradientendiffusion den anderen Ansätzen überlegen sind. Insbesondere bei massiv filmgekühlten Turbinenschaufeln kann die generalisierte Gradientendiffusion zu einer verbesserten Berechnung der in einer turbulenten Turbinenströmung transportierten Wärmemenge führen.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/119350/
Document Type:Monograph (DLR-Forschungsbericht, Dissertation)
Additional Information:Dissertation Ruhr-Universität Bochum
Title:Modellierung des turbulenten Wärmeflusses in Turbomaschinenströmungen
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Rochhausen, StefanStefan.Rochhausen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9187-6846
Date:2018
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:113
ISSN:1434-8454
Status:In Press
Keywords:CFD, Turbine, Wärmeübergang
Institution:Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Department:Insitut für Antriebstechnik
HGF - Research field:Energy
HGF - Program:Energy Efficiency, Materials and Resources
HGF - Program Themes:Efficient and Flexible Power Plants
DLR - Research area:Energy
DLR - Program:E VS - Combustion Systems
DLR - Research theme (Project):E - Gas Turbine
Location: Köln-Porz
Institutes and Institutions:Institute of Propulsion Technology > Numerical Methodes
Deposited By: Kügeler, Dr.-Ing. Edmund
Deposited On:10 Apr 2018 15:21
Last Modified:31 Jul 2019 20:16

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