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Dynamische Large-Eddy Simulation turbulenter Strömungen in komplexen Geometrien

Wendling, Ingmar (2007):
Dynamische Large-Eddy Simulation turbulenter Strömungen in komplexen Geometrien.
Darmstadt, Technische Universität, TU Darmstadt, [Online-Edition: urn:nbn:de:tuda-tuprints-7799],
[Ph.D. Thesis]

Abstract

Die Large-Eddy Simulation wird in der numerischen Strömungsimulation als die Technik der Zukunft gesehen. Das am häufigst verwendete Modell, das dynamische Smagorinsky-Modell, auch Germano-Modell genannt, ist aufgrund starker Schwankungen der Modellkonstanten nicht ohne weiteres anzuwenden. In dieser Arbeit werden bestehende und neue dynamische Ansätze verfolgt und weiterentwickelt um diese Problematik zu umgehen. Zum einen wird die "Ensemble Averaged Dynamic Procedure" erstmals an einer wandgebundenen Strömung getestet. Hier reichen 8-16 parallele Simulation aus um gute Ergebnisse zu erzielen. Weiterhin wird eine dynamische Prozedur basieren auf einem Energietransfer-Gleichgewicht entwickelt und an der turbulenten Kanalströmung getestet. Bei dieser Prozedur entstehen ebenfalls starke Schwankungen der Konstanten. Zuletzt werden Doppelterm-Modelle an verschiedenen Testfällen getestet. Diese Modelle beinhalten neben der Scherspannungstensor auch den Rotationstensor. Diese Modelle erzielen für zwei der drei Testfälle deutlich bessere Ergebnisse als das Germano-Modell.

Item Type: Ph.D. Thesis
Erschienen: 2007
Creators: Wendling, Ingmar
Title: Dynamische Large-Eddy Simulation turbulenter Strömungen in komplexen Geometrien
Language: German
Abstract:

Die Large-Eddy Simulation wird in der numerischen Strömungsimulation als die Technik der Zukunft gesehen. Das am häufigst verwendete Modell, das dynamische Smagorinsky-Modell, auch Germano-Modell genannt, ist aufgrund starker Schwankungen der Modellkonstanten nicht ohne weiteres anzuwenden. In dieser Arbeit werden bestehende und neue dynamische Ansätze verfolgt und weiterentwickelt um diese Problematik zu umgehen. Zum einen wird die "Ensemble Averaged Dynamic Procedure" erstmals an einer wandgebundenen Strömung getestet. Hier reichen 8-16 parallele Simulation aus um gute Ergebnisse zu erzielen. Weiterhin wird eine dynamische Prozedur basieren auf einem Energietransfer-Gleichgewicht entwickelt und an der turbulenten Kanalströmung getestet. Bei dieser Prozedur entstehen ebenfalls starke Schwankungen der Konstanten. Zuletzt werden Doppelterm-Modelle an verschiedenen Testfällen getestet. Diese Modelle beinhalten neben der Scherspannungstensor auch den Rotationstensor. Diese Modelle erzielen für zwei der drei Testfälle deutlich bessere Ergebnisse als das Germano-Modell.

Place of Publication: Darmstadt
Publisher: Technische Universität
Collation: IX, 97 S. : graph.Darst.
Uncontrolled Keywords: dynamische Prozedur
Divisions: 13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences
16 Department of Mechanical Engineering
16 Department of Mechanical Engineering > Fluid Dynamics (fdy)
Date Deposited: 02 Sep 2011 13:14
Official URL: urn:nbn:de:tuda-tuprints-7799
License: only the rights of use according to UrhG
Referees: Janicka, Prof. Dr. Johannes
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 26 January 2007
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
dynamic procedureEnglish
Alternative Abstract:
Alternative abstract Language
The mostly used subgrid-scale model for Large-Eddy Simulation is the dynamic Smagorinsky-model, also called Germano-model. Because of the fluctuating model constant this model is not useable without averaging. Here known and new dynamic procedure are developed and investigated. The "Ensemble Averaged Dynamic Procedure" is tested on a wallbounded flow. For this flow 8-16 parallel Simulation are enough to achieve good results. Another dynamic procedure based on an energy-transfer equilibrium was developed and tested on a turbulent channel flow. Here also high fluctuations of the model constant appear. New dynamic subgrid-scale models, which consist of two terms based on shear stress and rotation rate are investigated on three testcases. For two testcases these doubleterm-models achieve significantly better results than the Germano model.English
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