Strömungsstruktur und Wärmeübergang bei turbulenten geführten und ungeführten Freistrahlen mit Prallplatte

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Im Vorhaben soll die Large-Eddy-Simulation (LES) für den Prallstrahl aus einer Runddüse durchgeführt werden, um die Simulationsergebnisse mit den Messungen von Peper vergleichen bzw. erklären zu können, wie der geführte (radiale) Prallstrahl einen höheren Wärmeübergang erzielen kann. Neben dem Prallstrahl aus einer Runddüse sollen Prallstrahlen aus einem rechteckigen Schlitzdüsenfeld simuliert werden, da diese Konfiguration in der Praxis von Bedeutung ist. Die Einflüsse des Abstands zwischen Düse und Prallplatte sowie die Einflüsse des Düsenaustrittswinkels für geführte (radiale) Prallstrahlen auf den Wärmeübergang und die Wanddruckverteilung sollen untersucht werden. Dabei soll die Reynoldszahl zwischen 3000 und 20000 variieren. Die Auswirkung kleiner Wirbelstrukturen auf große Strukturen soll detailliert untersucht werden. Dabei soll versucht werden, den Kaskadenmechanismus zu beschreiben. Schließlich sollen Simulationsergebnisse benutzt werden, um geeignete Modellkonstanten für ein Low-Reynolds-Number-Ke-Modell für Prallstrahlen bestimmen zu können.