Untersuchungen zur Strömungsablösung und Turbulenz an einer axialsymmetrischen Modellgeometrie (abgerundete Stufe): Teilantrag B: Anforderung an die Modellierung der Feinstruktur bei der Large-Eddy Simulation

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Mit dieser Untersuchung soll ein Beitrag zur Entwicklung der Methode der Grobstruktursimulation (large-eddy simulation, LES) als Vorhersagemethode für Strömungsablösung geleistet werden. Dabei soll in enger Abstimmung mit einer experimentellen Studie, die ebenfalls an der TU Berlin (vgl. Teilantrag A von Prof. W. Nitsche und Prof. A. Dillmann) durchgeführt werden soll, die druckinduzierte Ablösung einer laminaren Grenzschicht (Rohreinlauf) in einer Rohrerweiterung mit abgerundetem Übergang untersucht werden. Der laminar-turbulente Umschlag wird durch das Einbringen von Störwellen durch einen Ringschlitz stromauf des Eintrittsquerschnitts ausgelöst. Momentanwerte aus Simulation und Experiment sollen lokal in verschiedenen Stadien des Umschlags bis hin zur Turbulenz verglichen werden.Mittels DNS erzeugte Strömungsfelder werden in eine synthetische Grob- und Feinstruktur aufgeteilt, an Hand derer sich bestehende Feinstrukturmodelle hinsichtlich ihrer Vorhersagegüte vergleichen lassen (sog. a priori-Test). Darüberhinaus sollen auf verschiedenen Gittern Grobstruktursimulationen durchgeführt werden und Stärken und Schwächen bestehender Modellansätze dargestellt werden. Durch Vergleich mit den von Prof. F. Thiele (ebenfalls TU Berlin, vgl. Teilantrag C) geplanten Simulationen der gleichen Konfiguration mit einem auf allgemeine komplexe Geometrien anwendbaren Verfahren, das auf strukturierten Mehrblockgittern beruht, soll die Bedeutung der Genauigkeit der numerischen Approximation im Zusammenhang mit LES herausgearbeitet werden.