Implementierung und Analyse von Methoden zur Generierung synthetischer Turbulenz

Abstract

Um für zukünftige Strömungssimulationen turbulente Zuströmbedingungen kreieren zu können, wird im Rahmen dieser Masterarbeit das Konzept der synthetischen Turbulenzerzeugung nach Shur et al. [36] im Kontext der Large Eddy Simulation untersucht. Dabei werden die synthetisch erzeugten turbulenten Fluktuationen über eine Randbedingungsformulierung oder eine flexible Quelltermformulierung in das Strömungsgebiet eingebracht und der sich einstellende Strömungscharakter anhand von geeigneten generischen Testfällen validiert und verifiziert. Dazu wird zunächst eine räumlich zerfallende isotrope Turbulenz betrachtet, um anschließend das anisotrope Verhalten und vor allem die charakteristische Entwicklungslänge des STG unter Betrachtung einer Kanalströmung zu analysieren. Die erzielten Simulationsergebnisse, die mittels des CFD-Lösers TRACE des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt erzielt wurden, sind vielversprechend, wenngleich es noch weiterführender Untersuchungen hinsichtlich eines breiteren Anwendungsbereichs, der über die generischen Testfälle hinausreicht, bedarf.