Implementierung und Erprobung einer Vortex-Methode für skalen-auflösende Simulationen mit dem DLR-TAU Code

Abstract

In dieser Arbeit wurde die “Synthetic-Eddy Method” (SEM) nach Jarrin et al. (2009) zur Erzeugung turbulenter Schwankungen für Skalen auflösende Simulationen in den DLR-TAU Code implementiert und an generischen Testfällen erprobt. Basierend auf statistischen Verteilungen aus DNS-Daten werden dabei zeitaufgelöste synthetische Geschwindigkeitsschwankungen generiert und der Grundströmung am Einströmrand aufgeprägt. Nach einer Verifikation der Implementierung und Erweiterungen der kompressiblen Randbedingungen werden Sensitivitätsstudien im Rahmen von Large-Eddy Simulationen sowie hybriden RANS/LES Rechnungen der turbulenten Kanalströmung bei Reτ = 395 vorgestellt. Darin kann die grundlegende Wirksamkeit der Implementierung nachgewiesen werden, jedoch weicht die entwickelte Turbulenz aufgrund der nicht optimierten Numerik des Strömungslösers von der Referenz-DNS ab. Die Anwendung der SEM auf die Ablösung an einer abgerundeten Stufe zeigt gegenüber der reinen hybriden RANS/LES Simulation eine verbesserte Wiedergabe des mittleren Strömungsfeldes.