Kapitel

10.5. TURBULENTE SEKUNDÄRSTRÖMUNG
experimentellen Untersuchungen bei Re = 4200. Die in Abbildung (10.23) aufgetragenen
Sekundärströmungsprofile entlang mehrerer Schnitte x3 = const. empfehlen, die
Koeffizientendifferenz im Bereich von
β3 − β2 ≈ 0.4 , bzw. C3 − C4 ≈ 0.8 .
zu wählen. Die Ergebnisse des TB– und SSG–Modells unterscheiden sich wegen der
prinzipiell ähnlichen Werte der Koeffizientendifferenz hiervon nur geringfügig. Deutlich
erkennt man, daß sich im Zusammenhang mit einer linearen Modellierung keine Sekundärströmung
ausbildet, für die Primärströmung aber zufriedenstellende Ergebnisse
erzielt werden können. Die in der Abbildung ergänzend aufgetragenen Ergebnisse einer
kubischen Modellbildung stimmen gut mit denen der quadratischen Modellierung
überein, was den untergeordneten Einfluß dreidimensionaler Effekte und die Güte der
oben durchgeführten Näherung belegt.
Abschließend sei bemerkt, daß die oben entwickelte Zwangsbedingung (10.42) zum Verständnis
vieler in jüngster Zeit publizierter Studien zur Berechnung von Rohrströmungen
veränderlichen Querschnitts mit Hilfe von RSTM beiträgt (round–to–square duct,
Davis und Gessner 1992). Ein gemeinsames Merkmal dieser von ?) (?), ?) sowie ?)
durchgeführten Arbeiten ist die Verwendung von IP–Modellen. Die oben angestellten
Überlegungen mögen eine Erkärung für die von allen Autoren beobachtete drastische
Unterschätzung der durch die Querschnittstransition induzierten Sekundärströmung
geben.
Ein wichtiger Unterschied zwischen dem EASM und den in den zitierten Untersuchungen
eingsetzten RSTM ist die Vernachlässigung von Wandreflektionstermen durch
das EASM. Diese bewirken – per Definition – eine lokale Manipulation der Koeffizienten
im Sinne der Zwangsbedingung (10.42). Das Wandreflektionsmodell wird aufgrund
seiner geringen Universalität und der starken Abhängigkeit der Formulierung
von nicht–lokalen, geometrischen Termen, wie z.B. Wandstellungsvektoren, aber oftmals
als Schwachpunkt der Modellbildung angesehen. Eine weitreichende Unabhängigkeit
der Modellbildung von spezifischen Details des Wandreflektionsmodell gilt i.Allg.
als erstrebenswert. Den oben gemachten Ausführungen folgend, kann dieses Ziel mit
IP–Modellen nicht realisiert werden.
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