Workshop "Meßtechnik für stationäre und transiente ...

unter gegenseitiger Berücksichtigung der Ergebnisse so lange vorgenommen werden,
bis beide Phasen ihre endgültige Lösung erreicht haben.
Beide Verfahren können mit parallelen Lösungsansätzen beschleunigt werden. Für
die Methode der Gebietszerlegung und verteiltes Rechnen auf mehreren Prozessoren
- entweder auf parallelen Hochleistungsrechnern oder auf vernetzten Arbeitsplatz-
rechnern - wurden bei einphasigen Berechnungen Verringerungen der Rechenzeit
um ein bis zwei Größenordnungen nachgewiesen. Die Gebietszerlegung ist auch auf
Berechnungen nach der Lagrange Methode anwendbar. Dynamische Konzepte zur
Lastverteilung sind dazu erforderlich, weil die Teilchenbahnen a priori nicht bekannt
sind. Im Projekt BETES [3] wurden solche Konzepte für die dreidimensionale Berech-
nung teilchenbeladener Strömungen eingesetzt.
4 Berechnungsbeispiele mit der Euier Methode
4.1 Strömung eines Wasser-Luft-Gemisches in einer plötzlichen Rohrerweite-
rung
In zwei senkrecht übereinander angeordneten Rohren, die durch eine plötzliche Er-
weiterung verbunden sind, wurde die Strömung von Wasser-Luft-Gemischen experi-
mentell [1] und numerisch untersucht.
Bild 1 zeigt die berechneten Ergebnisse im Vergleich mit den Experimenten. Die
Rohrdurchmesser betrugen 50 bzw. 100 mm. Der Gasvolumenstrom lag bei 0.6 Ils,
der Volumenstrom der flüssigen Phase bei 3 11s. Die Berechnung beginnt an der Stel-
le der plötzlichen Erweiterung; die lokalen Meßwerte für Flüssigkeitsgeschwindigkeit
und Gasvolumenanteil - er beträgt lokal bis zu 35% - wurden als Randbedingung
vorgegeben. Außerdem wurde ein einheitlicher Blasendurchmesser zugrunde gelegt.
Gute Übereinstimmung ist für die mittlere Geschwindigkeit der Flüssigkeitsphase
erkennbar (für die Geschwindigkeit der Gasphase existieren keine Meßwerte). Die
Experimentelle
Anordnung
a1aB.a
Turbulenzenergie
Fluid
0. - 0.009
0.m9 - 0.01.
0.018 - o.on
0.027 - 0.OS
11 0.0W - 0.044
0.044 - 0.035
11 0.033 - 0.WZ
I 0.W2 - 0.071
0.071 - 0.W
C;B%J 0.080 - 0.MS
Li 0.080 - 0.M
o.wa - 0.107
m 0.107 - 0.115
m 0.11rJ - 0.124
0.124 - 0.135
0.153 - 0.142
- Volurnenanteil
-
Gacphase
-
0.mo - 0.022
0.022 - 0.044
0.044 - 0.085
0.1165 - 0.087
0.087 - 0.lW
m 0.109 - 0.131
0.131 - 0.152
0.132 - 0.174
0.174 - 0.1W
rn 0.lW - 0.218
i
0.218 - 0.zsD
L 0.239 - 0.211
II 02&t - O.Zcm
0.28s - 0.SOJ
0.305 - 0.W
0.325 - 0.518
Bild 1: Zweiphasige Strömung eines Wasser-Luft-Gemisches in einer plötzlichen Roh-
rerweiterung