Kapitel

k/k 0
k/k 0
4.0
2.0
0.0
0 2 4 6 8 10
4.0
2.0
0.0
(a)
(c)
FRLT
GS
GL
RO
0 2 4 6 8 10
S* t
10.4. ROTIERENDE HOMOGENE SCHERSTRÖMUNG
4.0
2.0
0.0
0 2 4 6 8 10
4.0
2.0
0.0
(b)
(d)
LRR
GY
TB
LES
0 2 4 6 8 10
S* t
Abbildung 10.19: Berechnete zeitliche Entwicklung der normierten Turbulenzenergie in
einer rotierenden homogenen Scherung; Vergleich der EASM–Resultate mit Ergebnissen der
Grobstruktursimulation (LES) von Bardina et al. (1983) zur Anfangsbedingung ε0/(S ∗ k0) =
0.296 für vier verschiedene Rotationsraten: (a) Ω3/S ∗ = −0.5; (b) Ω3/S ∗ = 0.; (c) Ω3/S ∗ =
0.25; (d) Ω3/S ∗ = 0.5.
Entwicklung der Turbulenzenergie im Vergleich zu der von ?) durchgeführten Grobstruktursimulation
für vier verschiedene Rotationsraten Ω3/S ∗ = −0.5, 0., 0.25, 0.5.
Die zeitliche Integration der Transportgleichungen (10.1) wurde ausgehend von der
Anfangsbedingung ε0/(S ∗ k0) = 0.296 mit Hilfe eines Runge–Kutta Verfahrens durchgeführt.
Die FRLT–, GS– und GY–Modelle sind den anderen EASM Varianten deutlich überlegen.
Mit Ausnahme des Anfangsstadiums führen diese drei Formulierungen zu befriedigenden
Simulationsergebnissen. Die defizitäre Wiedergabe der frühen transienten Phase
lässt sich auf die fehlerhafte Annahme des strukturellen Gleichgewichts in instationären
Strömungen zurückführen (vgl. Kapitel 7.1 und 8.1). In Anlehnung an die Ergebnisse
der Stabilitätsuntersuchung zeigen die GL–, TB– und LRR– Varianten bereits bei
Ω3/S ∗ = 0.25 (Abbildung 10.19c) Restabilisierungstendenzen. Für die im Rahmen der
Grobstruktursimulation und der linearen Stabilitätstheorie schwach instabilen Rotationsrate
Ω3/S ∗ = 0.5 hat sich die Strömung im Zusammenhang mit den GL–, TB–
und LRR–EASM bereits erkennbar stabilisiert (Abbildung 10.19d). Das Rotta–Modell
(RO) sagt demgegenüber ein deutlich verzögertes Einsetzen der Strömungsstabilisierung
voraus.
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