Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

Referenzgrößen
Referenzlänge l 1000 mm
Referenzgeschwindigkeit v 20 m/s
Dichte ρ 1,169 kg/m³
Totaltemperatur T 298 K
Wärmekapazität bei konst. p c p 1004,5 J/(Kg·K)
Isentropenexponent κ 1,4
Prandtlzahl Pr 0,72
Reynoldszahl Re 1333334
Einströmrand
Anströmgeschwindigkeit v 1 20 m/s
statische Temperatur T 1 298 K
Ausströmrand
statischer Druck p 2 100000 Pa
Tab. 3.1 – numerische Randbedingungen der Meßkammer
3.1.2 Rechennetz und Turbulenzmodell
Das verwendete Rechennetz wird als H-Netz mit 515x129x2 Netzpunkten ausgeführt,
welches somit eine Gesamtnetzpunktzahl von 132870 hat. NUMECA rät zur Verwendung
eines dreidimensionalen Netzes, da FINE/TURBO V3.0 die dreidimensionalen Reynoldsgemittelten
Navier-Stokes-Gleichungen löst und die vorhandene Implementierung der zweidimensionalen
Berechnung weniger gute Ergebnisse liefert. Wir wählen die hohe
Netzpunktzahl, um eine gute Auflösung der Grenzschicht und der Kanalströmung und
Erfassung möglicher Strömungsinhomogenitäten zu erreichen.
Als Turbulenzmodell verwenden wir das Baldwin-Lomax-Modell, da die Meßkammer unter
der Vorstellung einer idealen turbulenzfreien Einströmung der turbulenzarmen Kanalluft des
Göttinger Umluft-windkanal der Turbulenzgrad Tu sehr niedrig sein müßte. Bischoff [9]
stellte in der Kernströmung an der Düsenmündungsebene des Göttinger Umluftwindkanals für
eine Anströmgeschwindigkeit v von 20 m/s einen sehr niedrigen Turbulenzgrad Tu von 0,3 %
fest.
Boehme [10] jedoch bestimmte für seine Untersuchungen im Bereich der festen Randzone der
Meßkammer einen Turbulenzgrad Tu von 20 % bis 38%, in der Kernströmung einen
niedrigen Turbulenzgrad Tu von 1 % und weniger. Die Meßergebnisse von Boehme [10]
lassen sich nur bedingt in ein entsprechendes Turbulenzmodell implementieren. Am
Einströmrand können wir bei Verwendung des k-ε Modells die kinetische Energie k und die
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