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Assessment of Source Term and Turbulence Model Combinations for Film Cooling in Turbines

Müller, Michael und Morsbach, Christian (2023) Assessment of Source Term and Turbulence Model Combinations for Film Cooling in Turbines. In: 15th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics 2023, ETC 2023. 15th European Turbomachinery Conference, 2023-04-24 - 2023-04-28, Budapest, Ungarn.

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Kurzfassung

Modern gas turbines require an active cooling system with fluid taken from the compres- sor to withstand the high turbine inlet temperature. CFD is a useful tool to estimate the effects of different cooling configurations on the blade aerodynamics and the thermal loads. However, this usually requires resolving every cooling hole with a high number of grid cells. To reduce the computational cost of such simulations, a reduced order model using source terms was implemented in TRACE. Different variants are tested on a cylin- drical and a laid back fan shaped cooling hole to address issues with accuracy and grid dependency known from the literature. Additionally, two different turbulence and heat flux model combinations are compared to each other. Overall, a differential Reynolds Stress Model with an algebraic heat flux model combined with the simplest approach to modeling film cooling holes, introducing a constant source term at the wall, provided the best results for the considered geometries and blowing ratios. The different strategies to improve the predictions were only able to provide a benefit for some of the cases, while usually having a detrimental effect in other cases.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199002/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Assessment of Source Term and Turbulence Model Combinations for Film Cooling in Turbines
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, MichaelMi.Mueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6436-0801NICHT SPEZIFIZIERT
Morsbach, ChristianChristian.Morsbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6254-6979NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:April 2023
Erschienen in:15th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics 2023, ETC 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, MichaelMi.Mueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6436-0801NICHT SPEZIFIZIERT
Morsbach, ChristianChristian.Morsbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6254-6979NICHT SPEZIFIZIERT
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Film Cooling, CFD, Turbulence Modelling, Cooling Model
Veranstaltungstitel:15th European Turbomachinery Conference
Veranstaltungsort:Budapest, Ungarn
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:24 April 2023
Veranstaltungsende:28 April 2023
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: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Numerische Methoden
Hinterlegt von: Müller, Michael
Hinterlegt am:13 Nov 2023 08:37
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:59

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