Numerische Simulation der Wechselwirkung zwischen Längswirbeln und Verdichtungsstößen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Schröder
• Subject Area: Hydraulic and Turbo Engines and Piston Engines
• Term: from 1998 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5098608

In der ersten Förderperiode ist überwiegend die Stoß-Längswirbel Wechselwirkung in einer reibungsfreien Strömung untersucht worden, da das Aufplatzen primär druckgesteuert ist. Ziel der Arbeiten im dritte und vierten Jahr der Förderung ist die Ausdehnung der Analyse der Stoß-Längswirbel Interaktion auf das reibungsbehaftete Strömungsfeld. Zwar wird hierdurch der Aufplatzvorgang nicht signifikant beeinflußt, jedoch steht die Strömung im Inneren der beim Aufplatzen auftretenden Blasen stromab vom Aufplatzpunkt maßgeblich unter dem Einfluß der Zähigkeit. Darüber hinaus beeinflussen die Strömungsvorgänge in der Blase den Aufplatzvorgang und die Reorganisation der Wirbelstruktur, so daß das Strömungsfeld in diesem Bereich unter Variation verschiedener Parameter wie der Machzahl, der Stoßstärke sowie der Wirbelstärke und des Wirbelnachlaufs untersucht werden soll. Erste Testrechnungen zeigen, daß die Wirbelstrukturen im Blaseninneren der laminaren reibungsbehafteten Strömung von denen der Euler-Rechnungen abweichen. In Anlehnung an die reibungsfreien Rechnungen werden für den senkrechten und schrägen Verdichtungsstoß Stabilitätsbereiche ermittelt sowie Aufplatzkriterien überprüft und gegebenenfalls weiterentwickelt Reynolds-Spannungs Turbulenzmodell in den Strömungslöser implementiert werden und die gewonnenen Daten mit den der bisherigen Rechnungen und der Experimente, die im Projektantrag "Experimentelle Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Längswirbeln und Verdichtungsstößen" ermittelt werden, validiert und verglichen werden. Die Visualisierung der zeitlichen Entwicklung soll weitere Erkenntnisse über den Aufplatzvorgang sowie die Reorganisation des Wirbels im Strömungsfeld aufzeigen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr. Egon Krause; Dr.-Ing. Matthias Meinke