Numerische Untersuchung einer Düsenströmung mit Schiebewinkel

Ergebnisse 31
Abb. 4.1: Vergleich zwischen den Geschwindigkeitsprofile in Stromrichtung an der oberen und unteren
Grenzschichten an der Stelle x=-82,5 aus der DNS Rechnung für Shearwake 2D und 3D mit φ = 0
wird. Damit werden alle Längen mit δ1 dimensionslos gemacht. Als Auflösung werden hier 650 x
425 Punkte pro Gebiet gewählt. Beide zweidimensionale Grundströmungen werden in NS3D als
Anfangsbedingungen eingegeben. Die Ergebnisse der beiden DNS Rechnungen werden miteinander
verglichen. Dies zeigt Abb. (4.2). Die beiden Kurven liegen übereinander und weisen keine Diskrepenz
an allen x-stellen.
Die Parameter für das Programm NS3D werden in Tabelle 4.2 aufgestellt. Hier wird für 200000 Zeit-
schritte gerechnet. Das entspricht eine Durchflusszeit von 5233 oder ein Duchflusslänge von 52,33
mal der Plattenlänge.
In Abb. (4.2) werden die Grundströmungen der Programme Shearwake 2D und 3D mit den Ergebnis-
sen aus der DNS Berechnung Verglichen. Die Kurven Zeigen dieselbe Tendenz aber mit einer kleinen
Diskrepanz für größere x-Stellen. Dies ist auf die initialen Störungen zurück zuführen.
4.1.2 Programm Validierung 3D
Der zweite Validierungsfall ist die dreidimensionale kompressible Grenzschicht. Hier zeigen die freien
Strömungsgeschwindigkeiten der oberen und der unteren Gebiete in verschiedenen Richtungen, wie
es in Abb. (4.3) zu sehen ist. Die Parameter der Grundströmung sind in Tabelle 4.3 aufgestellt. Die
Grundströmung wird mit der DNS Rechnung verglichen um zu überprüfen ob die getroffene Annah-
me im Abschnitt 3.1.1 für die Berechnung einer dreidimensionalen Grenzschicht berechtigt ist. Eine
dreidimensionale Grundströmung wird erzeugt hier durch die Eingabe im input-Datei Shearwake.i
des Winkels φ1 = 0,8 für die obere Grenzschicht. Die untere Grenzschicht bleibt hier zweidimensio-
nal.
Bei der DNS Rechnung wird für die Validierung der durchgefürten Transformationen keine Störungen