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Assessment of Computational Fluid Dynamic Modeling of Multi-Jet Impingement Cooling and Validation with the Experiments

Tabassum, Sadiya und Hilfer, Michael und Brakmann, Robin und Morsbach, Christian und Willert, Christian und Matha, Marcel und Schroll, Michael (2022) Assessment of Computational Fluid Dynamic Modeling of Multi-Jet Impingement Cooling and Validation with the Experiments. In: ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022, GT2022 (81749), Seiten 1-13. Proceedings of ASME 2022 Turbomachinery Technical Conference, 2022-06-13 - 2022-06-17, Rotterdam, The Netherlands. doi: 10.1115/GT2022-81749. ISBN 978-079188612-0.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1115/GT2022-81749

Kurzfassung

The current study involves numerical and experimental investigations of circular in-line jets impinging on a heated flat plate. The generic configuration is characterized by 9 jets, each with a diameter of D=0.0152 m. The jets are influenced by a self-generating crossflow and are positioned at a nozzle-to-plate distance (H/D) of 5 and a jet pitch (p/D) of 5. The steady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) simulations are performed for turbulent jet Reynolds numbers with the DLR in-house CFD code TRACE. The Menter k-$\omega$ SST model is applied for turbulence modeling and the turbulent scalar fluxes are modeled based on the Reynolds analogy for a constant turbulent Prandtl number. To gain a closer insight into the impingement jet physics, high-resolution near-wall velocity and thermal fields are obtained through Large Eddy Simulations (LES) and measurements from the Particle Image Velocimetry (PIV). Focus is laid on the comparison of RANS results with the LES data and the experimental data. The results exhibit a qualitative similarity between the simulations and the experiments. Furthermore, correlations of the Nusselt number from the literature are used to validate the simulation results.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187732/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Assessment of Computational Fluid Dynamic Modeling of Multi-Jet Impingement Cooling and Validation with the Experiments
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tabassum, SadiyaSadiya.Tabassum (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hilfer, Michaelmichael.hilfer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2881-7130NICHT SPEZIFIZIERT
Brakmann, RobinRobin.Brakmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morsbach, ChristianChristian.Morsbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6254-6979NICHT SPEZIFIZIERT
Willert, ChristianChris.Willert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1668-0181NICHT SPEZIFIZIERT
Matha, Marcelmarcel.matha (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8101-7303NICHT SPEZIFIZIERT
Schroll, MichaelMichael.Schroll (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0736-546XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Oktober 2022
Erschienen in:ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:GT2022
DOI:10.1115/GT2022-81749
Seitenbereich:Seiten 1-13
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTASMENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
ISBN:978-079188612-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Heat transfer, CFD, PIV, Impingement cooling, Prallkühlung, Turbine, Kühlung, cooling, internal cooling
Veranstaltungstitel:Proceedings of ASME 2022 Turbomachinery Technical Conference
Veranstaltungsort:Rotterdam, The Netherlands
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:13 Juni 2022
Veranstaltungsende:17 Juni 2022
Veranstalter :ASME
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VS - Verbrennungssysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Verbrennungs- und Kraftwerkssysteme, E - Gasturbine
Standort: Göttingen , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Institut für Antriebstechnik > Numerische Methoden
Institut für Antriebstechnik > Turbine
Institut für Antriebstechnik > Triebwerksmesstechnik
Institut für Test und Simulation für Gasturbinen > Virtuelle Turbine und numerische Methoden
Hinterlegt von: Brakmann, Robin
Hinterlegt am:15 Aug 2022 15:36
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:49

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