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Open Source Analyse von mehrphasigen, kompressiblen Strömungen
ISBN-13: 9783838136349 / Niemiecki / Miękka / 2013 / 388 str.
Die Untersuchung von kompressiblen und mehrphasigen Stromungen ist eine Herausforderung. Die experimentelle Erfassung der Stromung ist aufgrund des hohen Dichteunterschiedes oft schwierig. Die Simulation solcher Stromungen stellt ebenfalls eine Herausforderung dar, da man die Phasengrenze sowie den Impulsaustausch genau abbilden muss. In dieser Arbeit werden schnelle, mehrphasige Stromungen im sowohl Labor- als auch Industriemastab simulativ und experimentell untersucht. Dazu wurde ein kompressibler, mehrphasiger Solver in OpenFOAM(R) entwickelt. Der Solver ist parallelisierbar, womit die benotigte raumliche und zeitliche Auflosung bei akzeptabler Rechenzeit gewahrleistet wird. Der Tropfenzerfall in Uberschallstromungen wird auf das Erfordernis der dreidimensionalen expliziten Turbulenzmodellierung untersucht, was in der Literatur bis jetzt vernachlassigt wurde. Der Tropfenzerfall in Unterschallstromungen wird experimentell untersucht, wobei Experimente auch simulativ analysiert werden, um den Vorgang im Detail zu verstehen. Anschlieend werden zusatzliche Themengebiete analysiert, die Mehrphasenstromungen bei hohen Geschwindigkeiten beinhalten.
Die Untersuchung von kompressiblen und mehrphasigen Strömungen ist eine Herausforderung. Die experimentelle Erfassung der Strömung ist aufgrund des hohen Dichteunterschiedes oft schwierig. Die Simulation solcher Strömungen stellt ebenfalls eine Herausforderung dar, da man die Phasengrenze sowie den Impulsaustausch genau abbilden muss. In dieser Arbeit werden schnelle, mehrphasige Strömungen im sowohl Labor- als auch Industriemaßstab simulativ und experimentell untersucht. Dazu wurde ein kompressibler, mehrphasiger Solver in OpenFOAM® entwickelt. Der Solver ist parallelisierbar, womit die benötigte räumliche und zeitliche Auflösung bei akzeptabler Rechenzeit gewährleistet wird. Der Tropfenzerfall in Überschallströmungen wird auf das Erfordernis der dreidimensionalen expliziten Turbulenzmodellierung untersucht, was in der Literatur bis jetzt vernachlässigt wurde. Der Tropfenzerfall in Unterschallströmungen wird experimentell untersucht, wobei Experimente auch simulativ analysiert werden, um den Vorgang im Detail zu verstehen. Anschließend werden zusätzliche Themengebiete analysiert, die Mehrphasenströmungen bei hohen Geschwindigkeiten beinhalten.
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