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Stabilizing the Jet: High-Fidelity Simulation of Advanced Impingement Cooling Using a Non-Conformal Discontinuous Galerkin Method

Morsbach, Christian und Bergmann, Michael und Klose, Björn und Brakmann, Robin und Schroll, Michael und Carvalho, Francisco und Willert, Christian und Kügeler, Edmund (2026) Stabilizing the Jet: High-Fidelity Simulation of Advanced Impingement Cooling Using a Non-Conformal Discontinuous Galerkin Method. In: 71th ASME Turbo Expo 2026: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2026. ASME Turbo Expo 2026: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, 2026-06-15 - 2026-06-19, Mailand, Italien.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
5MB

Kurzfassung

In order to investigate jet impingement flows with complex geometry, we present an extension of a high-order Discontinuous Galerkin Spectral Element Method to non-conformal hexahedral meshes with 2-1 and 4-1 element connections. The convergence order of the method is verified and its suitability for the simulation of turbulent flows is validated using generic flows with known reference solutions. Using the new method, we obtain a new reference data set for a multi-jet impingement configuration consisting of 9 jets injected into a square channel. The present simulations include the plenum above the pipe inlet and it is shown how this improves the consistency with the experimentally investigated configuration in terms of jet velocity profile compared to previous simulations without the plenum. Due to the changed velocity profile, the downstream jets are deflected more strongly and the average Nusselt number is reduced while the unsteady dynamics remain qualitatively consistent. Finally, the effect of placing U-shaped flow guides on the hole plate is validated with particle image velocimetry data and their effect on the average and instantaneous heat transfer characteristics is discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/226411/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Stabilizing the Jet: High-Fidelity Simulation of Advanced Impingement Cooling Using a Non-Conformal Discontinuous Galerkin Method
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Morsbach, ChristianChristian.Morsbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6254-6979NICHT SPEZIFIZIERT
Bergmann, MichaelMichael.Bergmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0553-5584NICHT SPEZIFIZIERT
Klose, Björnbjoern.klose (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8069-7885NICHT SPEZIFIZIERT
Brakmann, RobinRobin.Brakmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3598-0742225104496
Schroll, MichaelMichael.Schroll (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0736-546XNICHT SPEZIFIZIERT
Carvalho, FranciscoFrancisco.Carvalho (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3069-8345225104498
Willert, ChristianChris.Willert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1668-0181NICHT SPEZIFIZIERT
Kügeler, EdmundEdmund.Kuegeler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9719-626XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 September 2026
Erschienen in:71th ASME Turbo Expo 2026: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2026
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:large eddy simulation, impingement cooling, discontinuous Galerkin, non-conformal mesh
Veranstaltungstitel:ASME Turbo Expo 2026: Turbomachinery Technical Conference and Exposition
Veranstaltungsort:Mailand, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:15 Juni 2026
Veranstaltungsende:19 Juni 2026
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, E - Verbrennungs- und Kraftwerkssysteme
Standort: Göttingen , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Numerische Methoden
Institut für Antriebstechnik > Turbine
Institut für Test und Simulation für Gasturbinen > Virtuelle Turbine und numerische Methoden
Institut für Antriebstechnik > Triebwerksmesstechnik
Hinterlegt von: Morsbach, Christian
Hinterlegt am:28 Aug 2026 13:13
Letzte Änderung:28 Aug 2026 13:13

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