Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

2.10.2.1 Ein- und Ausströmrand
Die Startbedingungen am Ein- und Ausströmrand setzen eine homogene Strömung voraus.
Die Ein- und Auströmränder müssen einen genügend großen Abstand zu inhomogenen
Strömungsgebieten haben.
Es werden typischerweise folgende Randbedingungen festgelegt.
inkompressibel kompressibel
Einströmrand p 1 , T t1 , ρ 1 , t 1 , v r p 1 , T t1 , ρ 1 , t 1 , v r
Ausströmrand p 2 bzw. Massenstrom extrapoliert
Mit den k-ε Modellen können wir Turbulenz am Einströmrand beschreiben. Im allgemeinen
werden die Gl. 2.67 und Gl. 2.68 als Startbedingung am Einströmrand verwendet.
k
3
2
( Tu ⋅ ) 2
1 = ⋅ u∞
Gl. 2.67
k1 1,
5
ε = Gl. 2.68
λ ⋅ l
mit λ·l als charakteristisches Längenmaß, wobei λ = 0,05 ist, Vogel [38].
Die Turbulenz wird am Austrittsrand extrapoliert.
2.10.2.2 Festkörperrand
Am Festkörperrand –solid- gelten die Neumannschen Randbedingungen. Massen-, Impulsund
Energieströme durch die Wand verschwinden. Nur für die nicht adiabate Wand ist ein
Energiestrom aufgrund der Wärmeleitfähigkeit zugelassen. In diesem Fall ist die Vorgabe
einer Wandtemperatur oder eines Wandwärmestromes notwendig. In FINE/TURBO V3.0 ist
es nur möglich die isotherme und die adiabate Festkörperrandbedingung festzulegen. Für
verlustbehaftete Strömungen werden die Reibungseffekte berücksichtigt.
Die Dirichlet-Randbedingung für die Strömungsgeschwindigkieten hat direkt an der Wand
Gültigkeit, u = v = w = 0.
Neben den Haftbedingungen und der Nullsetzung sämtlicher Ströme durch die Wand gilt das
Verschwinden der wandnormalen Gradienten des statischen Drucks sowie der statischen
Temperatur.
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