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Simulation der elektrischen Aufheizung von Kühlkanälen

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

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Abstract

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.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/133133/
Document Type:Thesis (Master's)
Title:Simulation der elektrischen Aufheizung von Kühlkanälen
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iD
Neumann, Jensj.neumann (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:4 December 2019
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:62
Status:Published
Keywords:Kühlkanal Strömung-Struktur-Kopplung elektrische Aufheizung Tau Nastran
Institution:Technische Universität Braunschweig
Department:Institut für Strömungsmechanik
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Space
HGF - Program Themes:Space Transportation
DLR - Research area:Raumfahrt
DLR - Program:R RP - Space Transportation
DLR - Research theme (Project):R - Project TAUROS (TAU for Rocket Thrust Chamber Simulation)
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute for Aerodynamics and Flow Technology > Spacecraft, BS
Deposited By: Jack, Sebastian
Deposited On:16 Jan 2020 13:39
Last Modified:16 Jan 2020 13:39

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