Numerical investigations on heat transfer in complex internal flows with vortex generators

利用涡流发生器对复杂内部流动中的传热进行数值研究

• 批准号: 5407142
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Bernhard Weigand
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt (ITLR)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2005-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5407142?language=en
• 关键词: Numerical; investigations; heat; transfer; complex

In dem Forschungsvorhaben soll die Wirkung von 3D Vollkörperwirbelgeneratoren auf die Intensivierung des konvektiven Wärmeübergangs, wie sie z.B. bei der internen Kühlung von Gasturbinenschaufeln angewendet wird, numerisch untersucht werden. Gegenwärtige numerische Methoden erlauben noch keine echte Vorhersage dieser Wärmeübergangsbeeinflussung, es treten sehr große lokale Fehler auf. Daher sollen kombinierte experimentelle und numerische Untersuchungen an ausgewählten Wirbelgeneratoren durchgeführt werden. In einer Finiten-Volumen-Formulierung sollen die kompletten Reynolds-gemittelten Gleichungen für Impuls und Energie, sowie für die turbulenten Momente gewlöst werden. Für den Enthalpietransport werden neue Skalar-Fluss-Modelle verwendet, da das bislang zumeist genutzte Konzept der turbulenten Prandtlzahl den auftretenden Anisotropien im turbulenten Wärmestrom nicht Rechnung trägt. Zur Implementierung der Skalar-Fluss-Modelle ist ein Finite-Volumen-Code vorhanden, mit dem bereits geometrisch sehr komplexe Wärmeübergangskonfigurationen auf hybriden Gittern erfolgreich berechnet wurden. Er soll als Basiswerkzeug für notwendige Turbulenzmodellmodifikationen dienen. Die am ITLR gewonnenen Ergebnisse sollen via Schnittstellenprogrammierung in einen kommerziellen Löser implementiert werden, der von allen Partnern gemeinsam genutzt wird. Die zusammen mit dem experimentellen Vorhaben am ITLR erzielten Ergebnisse werden in Form von Benchmark-Datensätzen als Referenzfall für 3D-Längswirbelstrukturen mit Wärmeübergang veröffentlicht.

In dem Forschungsvorhaben soll die Wirkung von 3D Volkörpersonnel belgeneratoren auf die Intensivierung des konvektiven Wärmeübergangs，wie sie z.B. bei der internen Kühlung von Gasturbinenschaufern angewendet wird，numerisch untersucht韦尔登. Gegenwärtige numerische Methoden erlauben noch keine echte Vorhersage dieser Wärmeübergangsbeeinflussung，es treten sehr greße lokale Fehler auf. Daher sollen kombinierte experimentelle and numerische Untersuchungen an ausgewählten Wirbelgeneratoren durchgeführt韦尔登。在一个复杂的体积公式中，可以找到动力和能量的复杂组合，因此可以获得韦尔登。对于焓输运韦尔登新的Skalar-Fluss模型，这两种方法都是在非平衡的情况下，将Prandtlzahl的各向异性引入平衡的Wrmestrom中。Skalar-Fluss-Modelle的实现是一种有限体积代码，具有复杂的几何形状Wärmeübergangskonfigurationen auf hybriden Gittern erfolgreich berechnet wurden。Er soll als Basiswerkzeug für notwendige Turbulenzmodellmodifikationen dien.在ITLR中，通过在一个韦尔登实施中的Schnittstellenprogrammierung来解决问题，这是所有合作伙伴都能做到的。通过ITLR的实验研究，在基准数据的表格中韦尔登了3D-Längswirbelstrukturen和Wärmeübergang veröffentlicht的参考值。