@PhdThesis{duepublico_mods_00074012,
  author = 	{Dolle, Bastian},
  title = 	{Experimenteller Beitrag zur verbesserten numerischen Simulation der turbulenten Str{\"o}mung in R{\"u}ckf{\"u}hrkan{\"a}len mehrstufiger Radialverdichter},
  year = 	{2021},
  month = 	{Feb},
  day = 	{15},
  keywords = 	{Radialverdichter; R{\"u}ckf{\"u}hrkan{\"a}le; Turbulenz},
  abstract = 	{Die R{\"u}ckf{\"u}hrgeometrie ist ein charakteristisches Bauteil mehrstufiger, einwelliger Radialverdichter, wie sie in vielen industriellen Anwendungen zum Einsatz kommen. Ihre Aufgabe besteht in der verlustarmen und homogenisierten R{\"u}ckf{\"u}hrung der Laufradstr{\"o}mung zur nachfolgenden Stufe. Der Fokus der Arbeit liegt in der Untersuchung der Unsicherheiten g{\"a}ngiger numerischer Berechnungsverfahren zur Str{\"o}mungsvisualisierung innerhalb der R{\"u}ckf{\"u}hrgeometrie eines Radialverdichters mit hoher Durchflusskennziffer. Dabei wird deutlich, dass die Ber{\"u}cksichtigung von turbulenten Schwankungsbewegungen besonders im 180{\textdegree}-Bogen der R{\"u}ckf{\"u}hrung von hoher Bedeutung ist. Der Vergleich mit Messdaten zeigt, dass Simulationen mit klassischen Zweigleichungs-Modellen die Turbulenz und damit den Energie- und Impulstransport quer zur Hauptstr{\"o}mungsrichtung nur unzureichend ber{\"u}cksichtigen. Deshalb k{\"o}nnen solche Verfahren nicht zur zielsicheren Auslegung und Optimierung insbesondere der R{\"u}ckf{\"u}hrbeschaufelung eingesetzt werden. Die mangelnde Ber{\"u}cksichtigung des turbulenten Transports f{\"u}hrt zu inhomogenen Str{\"o}mungsprofilen innerhalb des Kanals. Hieraus lie{\ss}en sich lediglich Optimierungsans{\"a}tze ableiten, die zu einer realen Verschlechterung der Leistungsf{\"a}higkeit f{\"u}hren. Im Vergleich zu einfachen Modellen zeigen Rechnungen mit h{\"o}herwertigen Turbulenzmodellen eine deutlich bessere {\"U}bereinstimmung mit den Messdaten bez{\"u}glich der Str{\"o}mungsprofile. Allerdings verringern die zus{\"a}tzlichen Gleichungen die Stabilit{\"a}t des Gleichungssystems und erh{\"o}hen den Rechenaufwand. Letztlich zeigen die Ergebnisse einer Grobstruktursimulation, bei der gro{\ss}skalige Turbulenzstrukturen r{\"a}umlich und zeitlich aufgel{\"o}st werden, die beste {\"U}bereinstimmung. Allerdings macht eine Rechenzeit von mehreren Monaten pro Betriebspunkt dieses Verfahren im t{\"a}glichen Ingenieursbetrieb unwirtschaftlich. Daher k{\"o}nnen und m{\"u}ssen die akquirierten Mess- und Simulationsdaten genutzt werden, um bestehende einfache Turbulenzmodelle zu verbessern. Hierzu werden zum Ende dieser Arbeit, basierend auf Messungen und Daten der Grobstruktursimulation, m{\"o}gliche Wege aufgezeigt, den turbulenten Transport innerhalb der vorhandenen Modelle besser zu ber{\"u}cksichtigen.},
  doi = 	{10.17185/duepublico/74012},
  url = 	{https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00074012},
  url = 	{https://doi.org/10.17185/duepublico/74012},
  file = 	{:https://duepublico2.uni-due.de/servlets/MCRFileNodeServlet/duepublico_derivate_00073736/Diss_Dolle.pdf:PDF},
  language = 	{de}
}