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Simulation der elektrischen Aufheizung von Kühlkanälen

Neumann, Jens (2019) Simulation der elektrischen Aufheizung von Kühlkanälen. Masterarbeit, Technische Universität Braunschweig.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
5MB

Kurzfassung

Ziel dieser Abschlussarbeit ist die Erweiterung einer bestehenden Kopplungsumgebung, zur Simulation von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen. Die Erweiterung soll die Simulation elektrischer Wärmequellen innerhalb eines Kühlkanals, unter Berücksichtigung des temperaturabhängigen spezifischen elektrischen Widerstands, ermöglichen. Dabei wird eine lange Geometrie, im Verhältnis zum Querschnitt vorausgesetzt, um die Annahme einer konstanten elektrischen Stromdichte zu erlauben. Mit diesen Annahmen wurde ein objektorientiertes Python-Skript entwickelt, das die Simulation elektrischer Wärmequellen für strukturierte Rechennetze ermöglicht. Das Skript wurde in die Kopplungsumgebung implementiert. Auÿerdem wurde die Funktionalität in Verbindung mit dem Strukturlöser demonstriert. Dabei wurde das Konvergenzverhalten sowie der Einfluss von Materialparametern erläutert. Zur Durchführung einer numerischen Kopplung aller drei Löser wurde der Testfall eines generischen Kühlkanals erarbeitet. Für diese Kopplung wurde zuerst eine numerische Strömungssimulation durchgeführt. Auf dieser Simulation aufbauend, wurde im nächsten Schritt die Kopplung des Strukturlösers durchgeführt. Dabei wurden zwei Kopplungsmethoden auf Kopplungsstabilität getestet. Anschließend erfolgte die zusätzliche Simulation elektrischer Wärmequellen. Dabei wurden starke Stabilitätsprobleme festgestellt. Mehrere Ansätze zur Stabilisierung der Kopplung wurden untersucht. Keine der untersuchten Varianten führte zur Konvergenz der Simulation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/133133/
Dokumentart:Hochschulschrift (Masterarbeit)
Titel:Simulation der elektrischen Aufheizung von Kühlkanälen
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Neumann, Jensj.neumann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 Dezember 2019
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Seitenanzahl:62
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Kühlkanal Strömung-Struktur-Kopplung elektrische Aufheizung Tau Nastran
Institution:Technische Universität Braunschweig
Abteilung:Institut für Strömungsmechanik
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt TAUROS (TAU for Rocket Thrust Chamber Simulation)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, BS
Hinterlegt von: Jack, Sebastian
Hinterlegt am:16 Jan 2020 13:39
Letzte Änderung:16 Jan 2020 13:39

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