4.6 Vergleichsrechnung mit Hilfe des SST Modells - Lehrstuhl ...
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2.6.1 Netzgüte<br />
Das erstellte Netz muss einigen Anforderungen [4] entsprechen, um die Qualität der Rechener-<br />
gebnisse nicht negativ zu beeinflussen. Grundsätzlich gilt, dass die Gitterpunkte so regelmäßig<br />
wie möglich angeordnet sein sollten. Dies läßt sich aufgrund komplexer Geometrien oft nur be-<br />
grenzt erfüllen. Desweiteren sollten die Gitterpunkte entlang der Stromlinien so verlaufen, dass<br />
die Eintrittsflächen der Elemente möglichst rechtwinklig zu diesen stehen. Dies ist allerdings<br />
nur sehr schwer einzuhalten und im dreidimensionalen Bereich fast nicht möglich, da es eine<br />
genaue Kenntnis der Strömung voraussetzt. Zudem erschwert oft die Geometrie <strong>mit</strong> ihren Ei-<br />
genheiten ein derartiges Ausrichten der Gitterelemente. Dennoch gibt es drei allgemeingültige<br />
wichtige Kriterien, um die Güte eines Netzes zu beurteilen:<br />
- Skewness<br />
- Aspect Ratio<br />
- Expansionsrate<br />
Skewness ist ein Maß für die Verzerrung bzw. Abweichung vom rechten Winkel der verwen-<br />
deten Elemente, in GAMBIT auch als EquiAngle Skew bezeichnet [4]. Die Winkel der Elemente<br />
zur Beschreibung <strong>des</strong> Rechengitters sollten möglichst nahe am rechten Winkel liegen. Es ist an-<br />
zustreben, das Gitter möglichst in Strömungsrichtung zu orientieren. Den Wert für den Equi-<br />
Angle Skew kann man sich nach der Gittergenerierung in den meisten<br />
Netzgenerierungsprogrammen (z.B. GAMBIT) einfach anzeigen lassen, um abschätzen zu kön-<br />
nen, inwieweit mögliche verzerrte Elemente an kritischen Stellen zu Fehlern in der Berechnung<br />
führen können. Das EquiAngle Skew ist wie folgt definiert [11]<br />
Q EAS<br />
QEAS max θmax θ – eq<br />
------------------------<br />
180 – θeq θeq θ ⎧ – min⎫<br />
= ⎨ , -----------------------<br />
⎩ θ<br />
⎬<br />
eq ⎭<br />
(2.48)<br />
<strong>mit</strong> θmax und θmin als maximaler und minimaler Winkel (in Grad) <strong>des</strong> Elements. θeq entspricht<br />
dem charakteristischen Winkel der einfachen geometrischen Form. Für dreiseitige und<br />
Tetraederelemente ist = 60 . Für vierseitige und Hexaederelemente ist es dementsprechend<br />
θ eq<br />
θ eq<br />
= 90 . Die Tabelle 3 gibt einen Überblick, um die Werte für QEAS einschätzen zu können.<br />
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