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Hybrid RANS-LES Simulation of the MTU-T161 LPT Profile - Forcing LES in the Endwall Boundary Layer by Grid Refinement

Voigt, Jakob und Möller, Felix und Bechlars, Patrick und Wein, Lars (2025) Hybrid RANS-LES Simulation of the MTU-T161 LPT Profile - Forcing LES in the Endwall Boundary Layer by Grid Refinement. In: 16th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics 2025, ETC 2025. 16th European Conference on Turbomachinery Fluid dynamics & Thermodynamics, 2025-03-24 - 2025-03-28, Hannover, Germany. doi: 10.29008/ETC2025-121.

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Kurzfassung

Seamless hybrid RANS-LES methods provide a practical and cost-effective approach to turbulence modeling as they bridge the gap between the precision of Large Eddy Simulations (LES) and the affordability of RANS-modeling. These methods employ RANS turbulence models to approximate small-scale turbulence in attached boundary layers, while resolving larger eddies in detached flow regions and in the free stream with LES capabilities. However, the accuracy in predicting flows in RANS regions is dependent on the model’s calibration, which can lead to unsatisfying predictions when used beyond their calibration scope, e.g., in secondary flow regions. This paper proposes a solution to this limitation by utilizing the grid dependency of the Improved Delayed Detached Eddy Simulations (IDDES) formulation: The aim is to reduce the effects of RANS modeling and induce scale-resolving capabilities in key areas by means of grid refinements. This approach effectively simulates a zonal hybrid method with a non-zonal basis model. The advantage of this approach, thereby, lies in the utilization of only one basis model. For this reason, a transfer of turbulence data between turbulence modeling RANS and turbulence resolving LES regions is avoided. The MTU-T161 low-pressure turbine cascade, at a Reynolds number of 90,000, serves as the test case for this study. The study focuses on the impact of grid refinements in the side wall region and expands upon previous work conducted in the midspan of the turbine. It demonstrates that the approach leads to a decrease in the effective hybrid length scale, thereby reducing the influence of the underlying turbulence model. Ultimately, improvements in the prediction of end wall boundary layers and wake losses are achieved.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218081/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Hybrid RANS-LES Simulation of the MTU-T161 LPT Profile - Forcing LES in the Endwall Boundary Layer by Grid Refinement
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Voigt, JakobTFD, Universität HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Möller, Felixfelix.moeller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0192-3873195974967
Bechlars, PatrickMTU Aero Engines AG, MunichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wein, LarsTFD, Universität HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2025
Erschienen in:16th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics 2025, ETC 2025
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.29008/ETC2025-121
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hybrid RANS/LES, MTU-T161-LPT, grid refinement
Veranstaltungstitel:16th European Conference on Turbomachinery Fluid dynamics & Thermodynamics
Veranstaltungsort:Hannover, Germany
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:24 März 2025
Veranstaltungsende:28 März 2025
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 Test und Simulation für Gasturbinen > Virtuelle Turbine und numerische Methoden
Hinterlegt von: Möller, Felix
Hinterlegt am:04 Nov 2025 10:54
Letzte Änderung:04 Nov 2025 10:54

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