Grobstruktur- und direkte numerische Simulation turbulenter Strömungen mit Lösungsmethoden zweiter und höherer Ordnung

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Hauptziel der vorgeschlagenen Untersuchungen ist die Entwicklung verbesserter Methoden zur numerischen Simulation komplexer turbulenter Strömungen mit Nicht-GleichgewichtsZuständen. Als Lösungskonzepte sind die Grobstruktursimulation ("large-eddy"-Simulation, LES) und die Direkte Numerische Simulation (DNS) vorgesehen. Für die Verlängerungsperiode 2000/2001 werden die algorithmischen Arbeiten sich einerseits auf die Weiterentwicklung eines Kompaktverfahren 4. Ordnung und andererseits, als Alternative, auf ein Verfahren 2. Ordnung mit lokaler Gitterverfeinerung konzentrieren. Neu entwickelte Ein- und Zwei-Gleichungs-Feinstrukturmodelle sollen getestet und verifiziert werden anhand von komplexen Strömungsfällen, wie z.B.a) der manipulierten Kanalströmung,b) die ebenen, scherungslosen Vermischungsschicht mit manipulierter Zuströmung, charakterisiert durch künstlich erzeugte nicht-isotrope und nicht-homogene Turbulenz (mit vorgegebenem Spektrum und vorgegebener Reynolds-Spannung) undc) der turbulenten Strömung über Hindernisse mit scharfen Kanten.Von dem gemeinsamen Forschungsprojekt erwarten wir nicht nur die Zusammenführung der beidseitigen Kenntnisse und Erfahrungen, sondern auch einen multiplikativen Effekt bei der Gewinnung neuer Erkenntnisse über die Struktur und Dynamik komplexer turbulenter Strömungen und über die am besten geeigneten Simulationskonzepte.