Numerische Untersuchung einer Düsenströmung mit Schiebewinkel

Numerisches Verfahren 24
hier nur 8 Gebiete gibt, wir brauchen also nur acht Grunströmungsdateien. Diese Dateien haben der
binär EAS3 Format.
Die eingelesenen Größen sind die 3 Geschwindigkeitskomponenten u, v und w , die Temperatur, der
Druck und die Dichte. Die Feldgröße des Grundströmungsfeldes muß (my x nx) sein.
Aus der EAS3 Datei werden verschiedene Parameter eingelesen wie Z.B Anfangskoordinate, Schritt-
weite, Wellenzahl α in x-Richtung. Damit werden durch das Inputfile definierte Werte überschrieben.
Restartfile
Wenn ZP Start>1; handelt es sich um eine Fortsetzungsrechnung. Restarfile werden dann nötig. Die
Dateinamen müssen die Bezeichnung restart in [n].eas und Feldgrösse die (my x nx) aufweisen.
Als Parameter werden die fünf konservativen Variablen (ρ, ρ·u, ρ·v, ρ·w, E) erwartet. Die Restartfile
sind die Ausgabedateien einer vorherige Rechnung.
Gebietkonfiguration
Die Gebietzerlegung in x- und y-Richtung erfolgt durch die Eingabe der Nachbarn jedes Teilgebietes
sowie die Randbedingungen. Das findet man in einer Textdatei mit der Name Gebiet.config. Sie wird
durch das Programm Shearwake 3D mit der Grunströmungsdateien erzeugt. Eine solche Datei findet
man in [2] sowie eine ausführliche Beschreibung der Implementierung der Gebietkonfiguration.
Die negativen Zahlen definieren die verschiedenen Randbedingungen, wie sie im Modul Randbedin-
gungen [2] implementiert sind. Die hier verwendeten Randbedingungen sind in nächster Abschnitt
definiert.
Randbedingungen
Die Wahl der Randbedingungen geschieht durch die Eingabe negativer ganzer Zahlen in der Ge-
bietkonfiguration. Die hier benutzten Randbedingungen sind feste Randbedingungen, das heißt die
Größen am Rand werden nur aus Werten zum selben Zeitpunkt berechnet.
Für die Gebiete unterhalb und oberhalb der ebenen Platte wird als Einstromrand links (-2) eingege-
ben. Es handelt sich um eine charakteristische subsoniche Einstromrand.
Um das Stabilitätsverhalten zu untersuchen, wird an der oberen Wand Störungen eingebracht. Hier-
zu werden zwei Dateien ( Eine Textdatei mit Störungsparameter und eine EAS3- Datei mit den
Eigenfunktionen) benötigt, deren Dateiname rb einstrom links 004.[typ] ist. Im Text Datei werden
sowohl die Anzahl der Störung als auch die Amplitude, der Querwellenfaktor und die Frequenz aus
der linearen Stabilittstheorie eingegeben. Hier muss die Frequenz ein vielfaches der Grundfrequenz
f0 aus ns3d.i sein, um die Fourieranalyse zu ermöglichen.
Im EAS3 Datei werden die Amplitude und der Phasenverlauf der einzelnen Eigenfunktionen der
einzelnen eigenwerte entnommen. Die Implementierung der Störung ist im nächsten Abschnitt de-