Entwicklung numerischer Modelle zur Vorhersage kavitationsbedingter Geräusche und Erosion in Hydraulikventilen mittels LES

使用 LES 开发数值模型来预测液压阀中与气蚀相关的噪声和腐蚀

• 批准号: 175375325
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jochen Fröhlich
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Strömungsmechanik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/175375325?language=en
• 关键词: Entwicklung; numerischer; Modelle; zur; Vorhersage

Wesentliche Stellglieder hydrostatischer Antriebe sind Schieberventile mit Steuerkanten. Dort, im Freistrahl, tritt gewollt die größte Strömungsgeschwindigkeit bei vergleichsweise kleinem Druck auf. Nicht gewollt sind dagegen die mit dem Freistrahl verbundenen Schallquellen infolge Turbulenz und Kavitation. Letztere ist darüber hinaus wesentlich für den Ventilverschleiß verantwortlich. Prinz bedingt lässt sich Kavitation in derartigen Bauteilen nicht verhindern. Allerdings ist es wünschenswert, bereits in einer frühen Designphase Aussagen über Schallemission und erwartete Erosionsrate treffen zu können. In der Literatur finden sich einige experimentelle Arbeiten zu den genannten Themen, jedoch fast keine Arbeiten zur numerischen Modellierung von Geräusch und Verschleiß in ölhydraulischen Bauteilen. Derartige Bauteile und das Medium Öl weisen jedoch Besonderheiten auf, die berücksichtigt werden müssen. Beispielsweise ist die bei Ventilströmungen wesentliche Scherschichtturbulenz und Scherschichtkavitation bei Turbomaschinen nachrangig. Ein entsprechendes Simulationsverfahren für Kavitation in Öl würde es ermöglichen, bereits im Konstruktionsprozess Kavitation zu reduzieren, Geräuschbildung zu quantifizieren sowie den Verschleiß vorherzusagen und während des Betriebs Informationen über die Restlebensdauer eines Bauteils zu erhalten. Langfristiges Ziel des Projektes ist die Entwicklung solcher Methoden für Entwurf und Monitoring. Voraussetzung dafür ist die Klärung sehr grundlegender Modellierungsaufgaben, angefangen von der Bestimmung der Fluidstoffwerte bis hin zum Approximationsverfahren für den Gasanteil. Im vorliegenden Projekt kooperieren daher drei Arbeitsgruppen mit entsprechender Kompetenz. Als prototypisch wurde die Strömung durch eine ebene Ventilgeometrie ausgewählt, die von allen Partnern untersucht wird. Am Institut für Fluidtechnik der TU Dresden wird der Versuchträger konstruiert, und es werden Referenzmessungen durchgeführt, um Kavitationszustand, Geschwindigkeitsfeld, Flüssigkeitsschall und Körperschall zu bestimmen. Weiterhin wird die kavitierende Strömung mit aktuellen industriellen Codes simuliert. Das Fachgebiet Fluidsystemtechnik der TU Darmstadt stellt Kompetenz zur Bestimmung der im Allgemeinen nur unzureichend bekannten Stoffwerte in statischer und dynamischer Weise bereit. Hier erfolgt Modellentwicklung an der Einzelblase, die später in die Gesamtmodellierung eingeht. Vor allem werden in Darmstadt Messungen zur Erosion angestellt. Am Institut für Strömungsmechanik der TU Dresden findet numerische Modellierung mit Hilfe der Large Eddy Simulation statt. Sie umfasst Teilmodelle für Kavitation, Ausgasen, Schallerzeugung und -dämpfung sowie Erosion. Die geplanten Experimente ermöglichen eine detaillierte physikalische Beschreibung der Vorgänge. Sie gehen wesentlich über die bisher existierenden, meist auf Experimenten mit Wasser basierenden, Untersuchungen hinaus und stellen eine solide Datenbasis für die Modellierung dar. Andererseits wird die für instationäre Vorgänge besonders geeignete Large Eddy Simulation eingesetzt und weiter entwickelt. Hierdurch werden neue und detaillierte Einblicke in die physikalischen Vorgänge möglich und die zu erwartende Genauigkeit der Vorhersage deutlich verbessert. Bewusst werden auch in der Praxis häufig verwendete statistische Verfahren der Turbulenzmodellierung verwendet, um deren Leistungsfähigkeit für dieselbe Aufgabe zu beurteilen. Ziele der ersten Projektphase sind die Generierung von Referenzdaten sowie Test und Weiterentwicklung von Teilmodellen. In der zweiten Phase sollen diese Teilmodelle vervollständigt und zu einem umfassenden Gesamtmodell vereinigt werden.

Wesentliche Stellglieder水文统计师Antriebe sind Schiebervenle MIT Steuerkanten。我是弗里斯特拉尔，我的名字是他的名字，我的名字是他的名字。这句话的意思是：“我不会让你的生活变得更糟。”Letztere is darüber hinaus wesentlich für den Ventilverschlei？verantwortlich.L亲王睡在德尔阿提根·鲍泰伦城堡里。所有的事情都发生在设计阶段Aussagenüber Schallout and erwartee Erosionsrate Treffen zu könnnen。在文献中找到了一种新的实验方法，那就是，绝地禁食是一种有效的方法。这是一项非常重要的工作，因为这是一项非常重要的工作。这是一项非常重要的工作。北极星是一种风暴潮和风暴潮。这是一项新的计划，其目的是为中国提供更多更好的信息，并提供更多的信息。Langfristiges Ziel des Projektes is die Entwickump Solver Methoden für Entwurf and Monitor.他说：“这是一件很重要的事情，因为这是一件很重要的事情。我是Vorliegenden Projekt Koopieren Daher Drei Arbeitsgruppen MIT Enchender Kompetenz。此外，它的原型设计也不同于艾伦的合作伙伴。德国德累斯顿地区的流体技术研究所，以及德国德累斯顿工业大学流体技术研究所，并不在此列，而是参考信息技术和技术。Weiterhin将使用Kavitierende Strömung MIT aktuellen Industriellen Codes Simiert。在统计和动态分析中，所有的数据都来自于流动的系统技术。在这里，我们可以找到一种更好的选择。在达姆施塔特、梅松根、祖尔侵蚀天使。德累斯顿理工大学的M Institut für StrömungsmMachik der TU Dresden Fundet Numerche Modellierung MIT Hilfe Der Large Eddy Simulation Stat.Sie umFasst TeilModelle für Kavation，Ausasen，Schallerzeugung und-dämpfung Sowie侵蚀。他说：“这是一件非常重要的事情。”我们将在现有的基础上，进行更多的实验，以更好地为模型提供数据基础。随之而来的是一个巨大的涡流模拟设备和更多的设备。这句话的意思是：从物理上看，这是一种新的、详细的表达方式。在实际的统计数据中，我们发现了这一点，因为这是一种新的统计方法。您的位置：我也知道>教育/科学>教育/科学>教育科学与科学>教育科学与技术>。在Der Zweiten阶段，Sollen Diese TeilModel le vervollständigt和zu einem umfassenden Gesamtmodell viviinigt。