ISBN 978-3-8439-2671-3

978-3-8439-2671-3, Reihe Ingenieurwissenschaften

Hongbin Xu
Modellierung und numerische Simulation von Grenzschichten mit Fremdgastranspiration unter praxisnahen Bedingungen

153 Seiten, Dissertation Technische Universität Bergakademie Freiberg (Sachsen) (2016), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In Bezug auf die Kühlung thermisch hochbelasteter Bauteile stellt die Transpirationskühlung eine effektive Lösung dar. Für turbulente Strömungen an einer porösen Wand mit Fremdgastranspiration wurden in der vorliegenden Arbeit theoretische, numerische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Basierend auf der Störungstheorie wurden neue Wandfunktionen konsistent hergeleitet und Grenzschichtmessungen in einem Windkanal durchgeführt. Zur Auswertung der Messdaten wurde das sogenannte Clauser-Verfahren für die Fremdgastranspiration erweitert. Die dadurch gewonnenen Wandrandbedingungen wurden verwendet, um die noch unbekannten Modellparameter zu bestimmen. Die neuen Modelle wurden schließlich in eine kommerzielle CFD-Software implementiert. Im Vergleich zu bekannten empirischen Verhältnissen und DNS-Daten konnten die neu entwickelten Modelle konsistente Ergebnisse in Bezug auf die Reibungsminderung und Kühlwirkung erzielen. Dazu wurde bestätigt, dass die Methode flexibel in praxisnahen Anwendungen verwendet werden kann.