Meinert_Str”mungssimulation

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Abb. 4 – Druckverlauf offene Stufen Abb. 5 – Druckverlauf geschlossene Stufen Bei dem Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit den Simulationsergebnissen fällt zunächst die zunehmende Abweichung der numerischen Vorhersage zur Messung mit zunehmendem Volumenstrom, d.h. mit zunehmender Reynoldszahl auf. Die Übereinstimmung mit den gemittelten gemessenen Werten ist für die Variante „offene Stufen“ größer als für die geschlossenen Stufen. Eine Netzverfeinerung von 10 cm auf 2,5cm bewirkt keine bessere Reproduktion der Versuchsdaten. Im Gegenteil, in der Variante „offene Stufen“ wird die beste Übereinstimmung mit einer Gittergröße von 10 cm erzielt. Abb. 6 - Vergleich Experiment-Simulation Abb. 7 - Vergleich Experiment-Simulation Die genauere Betrachtung des Druckverlustes ohne Mittelung über die Geschosse, zeigt bei statistischer Untersuchung, dass in den ersten Geschossen im Fall „offene Stufen“ die größten Druckschwankungen auftreten, während sich dann konstante Druckverläufe einstellen (Abb. 10). Für die geschlossenen Stufen ist diese Anlaufstrecke, bis sich die Druckfluktuationen abschwächen, etwas länger (vgl. Abb. 11).
Abb.8 – Druckverlauf „offene Stufen“ 5m³/s ∆h = 0.05m Abb.9 – Druckverlauf „geschlossene Stufen“ 5m³/s ∆h = 0.05m Während sich jedoch für die offenen Stufen über die durchströmten Geschosse bei einem Volumenstrom von 5m³/s ein nahezu konstanter Druckverlauf einstellt, führt die Verstärkung des Volumenstroms zu einem über die Geschosse variierendem Druckverlust mit nahezu periodischen Verlauf (vgl. Abb. 12 -15). Für die Variante „geschlossene Stufen“ zeigt sich dieser Verlauf unabhängig von dem Einströmungsstrom (vgl. Abb. 16 und 17). Abb. 10 – Druckdifferenz „offene Stufen“ 10m³/s ∆h = 0.05m Abb. 11 – Druckdifferenz „geschlossene Stufen“ 5m³/s ∆h = 0.05m Abb.12 – Druckmittelung „offene Stufen“ ∆h = 0.05m Abb. 13 – Druckmittelung „geschlossene Stufen“ ∆h = 0.05m
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Seite 5 und 6: 5. Thermodynamische Betrachtung des
Seite 7: 7. Numerische Strömungssimulation
Seite 11 und 12: inkompressible Strömungen mit gro

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