Studie zur Anwendbarkeit des DLR Tau-Verfahrens für Gaszentrifugen

Abstract

Das DLR TAU-Verfahren wird erfolgreich bei der Auslegung von Raumfahrzeugen sowohl während der Aufstiegsphase als auch beim Wiedereintritt eingesetzt. Die dabei zu behandelnden Hyperschallströmungen mit lokalen Bereichen, in denen das Gas stark verdünnt ist, legen nahe, dass ein sinnvoller Einsatz des Verfahrens zur Berechnung von Umströmungen innerhalb des Kontinuumsgebietes in Gaszentrifugen möglich sein sollte. Um dies zu prüfen, wird in dieser Vorstudie das Strömungsfeld in einer Zentrifugenkonfiguration mit einer analytischen Lösung betrachtet. Die analytische Lösung, deren Dichte und Druck über ca. 20 Größenordnungen variieren, kann mit dem aktuellen Verfahren nicht reproduziert werden. Bei Vorgabe der analytischen Lösung als Einströmung wird diese jedoch hinreichend gut im Kontinuumsbereich fortgeführt, so dass einer Umströmungsuntersuchung in diesem Bereich nichts entgegensteht