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An Overview of High Fidelity CFD Engine Modeling

Spinner, Sebastian und Trost, Marco und Schnell, Rainer (2022) An Overview of High Fidelity CFD Engine Modeling. In: AIAA SciTech 2022 Forum, Seiten 1-14. AIAA SciTech Forum and Exposition 2022, 03.-07. Jan. 2022, San Diego, USA. doi: 10.2514/6.2022-0430. ISBN 978-162410631-6.

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Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.2022-0430

Kurzfassung

In this work we give an overview over state of the art engine performance modeling with CFD. For both flow solvers predominantly used at DLR we show the available methods to model aircraft engine performance with high fidelity. Within the TAU code, a solver mainly used for outer aerodynamics, full annulus uRANS simulations with a rotating fan may be used to model the engine accurately. In RANS simulations an actuator disk method or a body force model are available to represent the fan stage. In the flow solver TRACE, primarily developed to model internal turbomachinery flow, single passage RANS simulations with mixing-planes or uRANS simulations with time-shifted boundary conditions can be used. Additionally full annulus uRANS simulations may be performed as well. A test case is run with the aforementioned engine modeling methods allowing for comparison and evaluation of the different models. Integral engine performance metrics and radial distributions are compared to assess the capabilities of different simulation approaches. High fidelity 360° uRANS methods deliver accurate results but are costly in terms of time and resources. The RANS methods presented pose as viable alternatives to model engine performance metrics requiring only a fraction of the resources of an unsteady simulation. Single passage uRANS simulations utilizing time shifted boundary conditions fill the gap between full annulus uRANS and RANS methods by simulating unsteady aerodynamic phenomena with an acceptable demand for computational resources.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188998/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:An Overview of High Fidelity CFD Engine Modeling
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Spinner, SebastianSebastian.Spinner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3661-6814NICHT SPEZIFIZIERT
Trost, MarcoMarco.Trost (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schnell, RainerRainer.Schnell (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2022
Erschienen in:AIAA SciTech 2022 Forum
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2022-0430
Seitenbereich:Seiten 1-14
ISBN:978-162410631-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CFD, Turbomachinery, Modeling, Boundary Condition
Veranstaltungstitel:AIAA SciTech Forum and Exposition 2022
Veranstaltungsort:San Diego, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:03.-07. Jan. 2022
Veranstalter :AIAA
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk
Standort: Braunschweig , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Transportflugzeuge
Institut für Antriebstechnik > Fan- und Verdichter
Hinterlegt von: Spinner, Sebastian
Hinterlegt am:02 Nov 2022 12:11
Letzte Änderung:07 Jan 2024 03:00

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