Kapitel

KAPITEL
Ein weiteres populäres Validierungsbeispiel für die Vorhersage der krümmungsinduzierten
Variation von Schubspannungen ist die von ?) vermessene Durchströmung eines in
der Haupströmungsebene rotierenden Kanals. Abbildung 10.20 zeigt die berechneten
Geschwindigkeitsprofile der zweidimensionalen, voll–entwickelten Strömung für eine
Reynoldzahl von Re = UBH/ν = 11500 und eine Rosbyzahl von Ro = Ω3H/UB =
0.21. Die in der Abbildung gezeigten Ergebnisse bestätigen erneut die Resultate der
Stabilitätsuntersuchung. Auffällig sind die X verbleibenden Diskrepanzen zwischen den
2
Y
Messwerten und den Simulationen auf der Druckseite (Y/H < 0.3), welche nur durch
Y
wesentlich geringere C4 korrigiert werden können (ohne Abbildung).
X
X
U/U 0
1.0
0.8
0.6
LRR
RO
FRLT
standard k−ε
Measurements
Re=11 500, Ro=0.21
(Johnston et al., 1972)
0.4
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
Y/H
Y
(a)
X
Y
Ω3
X
Y X
(b) (c)
Abbildung 10.20: Voll–entwickelte rotierende Kanalströmung (Re=11 500, Ro=0.21, Johnston
et al. 1972); Vergleich der berechneten Geschwindigkeitsprofile in Hauptströmungsrichtung
für unterschiedliche quasi–selbstkonsistente EASM.
Anmerkungen zum IP–Modell
Die Untersuchungen rechtfertigen die von Gibson und Younis (1986) heuristisch entwickelte
Modifikation des klassischen IP–Models (GL) für schwach verdrallte Strömungen.
Jüngere Arbeiten, z.B. ?), favorisieren die sog. Isotropization–of–Production–and–
Convection (IPC) Variante des GL–Modells. Hierin werden die konvektiven Terme
in das schnelle Druck–Scher–Korrelationsmodell integriert. Die Motivation der IPC
Formulierung ist die Verschmelzung der Konvektions– und Produktionsterme in stark
gekrümmten Strömungen (vgl. Anhang B). ?) zeigt den engen mathematischen Zusammenhang
zwischen den IPC–, RO– und GY–Modellen.
In Bezug auf die korrekte Darstellung verdrallter Strömungen sei hier erwähnt, daß die
klassische Unterscheidung zwischen starkem und schwachem Drall der Beurteilung von
IP–Modellen nicht förderlich ist. Schwacher Drall ist, im Unterschied zu starkem Drall,
üblicherweise nicht mit Rezirkulation aufgrund von vortex–breakdown verbunden. Typische,
schwach verdrallte Strömungen stehen daher unter dem exklusiven Einfluß von
196
X 1
X 3