Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

In den Abb. 3.20 bis Abb. 3.22 sind die Isolinien des statischen Drucks p für die
Berechnungen mit dem Baldwin-Lomax-Modell und dem modifizierten k-ε Modell
dargestellt. Die Ergebnisse der Rechnungen mit den verschiedenen Turbulenzmodellen bzw.
unterschiedlichen Turbulenzgraden Tu sind weitestgehend identisch.
Betrachten wir den hinteren Bereich der Saugseite genauer, so fällt auf, daß hier eine lokale
Erhöhung des statischen Drucks p auftritt. Die lokale Erhöhung des statischen Drucks p ist in
dem Ergebnis der Berechnung mit dem Baldwin-Lomax-Modell stärker ausgeprägt als in dem
Ergebnis der Berechnung mit dem modifizierten k-ε Modell.
Wie schon in der vorhergehenden Betrachtung für das Geschwindigkeitsfeld müssen wir als
Ursache für diese Abweichung, die unterschiedlich gewählte Diskretisierung des
physikalischen Rechenraums bzw. die geringere Auflösung der Grenzschicht an der festen
Randzone für die Berechnung mit dem modifizierten k-ε Modell im Vergleich mit dem
Ergebnis der Berechnung mit dem Baldwin-Lomax-Modell annehmen.
In den Abb. 3.23 bis Abb. 3.25 ist die Verteilung des statischen Drucks p entlang der
Profillänge x dargestellt. Die Verteilung ist für alle Ergebnisse der Berechnungen gleich. Nur
im Endbereich der AGTB-Kaskade hat die schon mit den Abb. 3.17 bis Abb. 3.19
beschriebene, verschiedenartige Ausbildung der Wirbel in der Nachlaufzone der AGTB-
Kaskade auf die Verteilung des statischen Drucks p entlang der Profillänge x einen Einfluß.
Auffallend ist auch der lokale Einbruch des statischen Drucks p für die Berechnungen mit
dem Baldwin-Lomax-Modell und dem modifizierten k-ε Modell / Tu = 4% auf der Saugseite
der Turbinenschaufel an der Position 55 mm, der im Ergebnis der Berechnung mit dem
modifizierten k-ε Modell / Tu = 8% vergleichsweise schwach ausfällt.
Baldwin-Lomax-
Modell
k-ε Modell nach
Chien / Tu = 4%
k-ε Modell nach
Chien / Tu = 8%
maximales p
Nasenzone
maximales p
Nachlaufzone
minimales p
Nachlaufzone
p [Pa] x [mm] p [Pa] x [mm] p [Pa] x [mm]
20000 -10 20400 -10 20400 -10
12400 225 11900 225 12500 225
10200 218 10200 218 10500 218
Saugseite
minimales p 8000 165 7500 167 8000 160
minimales p
lokal
11500 55 11500 55 13500 55
Druckseite
maximales p 18450 75 18500 75 18450 75
Tab. 3.5 – Maxima und Minima in der Verteilung von p entlang der Profillänge x
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