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4.2 Modellierung zur Untersuchung des Umlenkkanals
stand y+ war im relevanten Bereich stets < 5, in Bereichen sehr dünner Grenzschichten
am Eintritt < 10.
Die Randbedingungen wurden möglichst nah an den Anwendungsbereich gesetzt. Das
Rechennetz umfasste in Umfangsrichtung eine Diffusorteilung von 12 ◦ . Es wurde ein periodisches
Interface mit 1 : 1-Konnektivität verwendet. Für die Eintrittsrandbedingungen
wurden die Dreilochsondenmessungen in der Ebene der Diffusorkürzung verwendet
(siehe Abb. 6.8). Es wurden 3D-Strömungsvektoren mit Geschwindigkeit und Winkel
gesetzt. Als Totaltemperatur wurde der gemessene Wert von den Rechen am Austritt
der Radialverdichterstufe genutzt. Am Austritt wurde der statische Druck gesetzt, wie er
im Prüfstand im Auslegungspunkt gemessen wurde. Es wurde das SST-Turbulenzmodell
nach Menter et al. (2003) verwendet. Das SST-Modell verbindet die guten Erfahrungen
des k-ω-Modells in Wandnähe und des k-ɛ-Models in der freien Strömung. Die Simulationen
mittels Ansys CFX wurden anhand des stationären Gleichungssystems durchgeführt.
Die maximalen Residuen unterschritten nach 150 Zeitschritten den Wert von
10 −5 , was nach Casey und Wintergerste (2000) Konvergenz bedeutet.
Die Ergebnisse dieser numerischen Untersuchung werden im Rahmen der Analyse zum
Tandem Deswirler gezeigt. Kap. 2.3.1 befasst sich mit dem Einfluss der Kanalgeometrie
auf die integralen Größen der Radialverdichterstufe.
Weitere CFD Untersuchungen zu den Geometriekonfigurationen
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass umfangreiche numerische Untersuchungen
zu den Geometriekonfigurationen der Radialverdichterstufe durchgeführt wurden, die
jedoch in der vorliegenden Arbeit nicht gezeigt werden. Zur Vollständigkeit seien sie
hier jedoch erwähnt. Im Rahmen des Auslegungsprozesses des Tandem Deswirlers wurde
in Ansys CFX 11.0 ein Modell des Deswirlers aufgebaut. Dieses Modell wurde mit
den Daten der nominalen und gekürzten Diffusorkonfiguration validiert. Nach dem Best
Practise Guide von Casey und Wintergerste (2000) wurde eine Netzstudie, eine Variation
des Turbulenzmodells und eine Studie zum Einfluss der Randbedingungen und des
stationären Ansatzes durchgeführt.
Es wurde ein parametrisierter numerischer Kreisablauf in dem Optimierungsprogramm
Simulia ISIGHT 3.1 aufgebaut. Dieser Kreis beinhaltete alle Auslegungsstufen angefangen
mit der 1D-Auslegung bis hin zur parametrisierten Eingabe der Geometriedaten und
Randbedingungen über die Netzgenerierung und CFD-Modellerstellung bis zur Auswertung
der Rechenergebnisse. Zur Variation der Geometrie des Umlenkkanals wurde das
Modell aus Abb. 4.6 verwendet. Ein analoges Modell für die Schaufelgeometrie wurde
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