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2014 | OriginalPaper | Buchkapitel

14. Dreidimensionale Strömungsfelder

verfasst von : Christian Krüger, Dr.-Ing., Frank Otto, Dr. rer. nat.

Erschienen in: Grundlagen Verbrennungsmotoren

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Eine immer wesentlichere Rolle bei der Simulation motorischer Vorgänge spielt die 3Dströmungsmechanische oder CFD-Simulation (CFD: Computational Fluid Dynamics), da sie prinzipiell die detaillierteste physikalisch-chemische Beschreibung der relevanten Prozesse ermöglicht. Sie ist aus der modernenMotorenentwicklung nichtmehr wegzudenken, und unter dem Aspekt stetig wachsender Rechnerkapazitäten und -leistungen wird ihre Bedeutung auch weiterhin anwachsen. Mit CFD werden heute die verschiedensten Fragestellungen untersucht, vom Gaswechsel bis hin zur Kühlmittelströmung. Im Rahmen des vorliegenden Buches werden wir uns auf die Themenkomplexe Gaswechsel, Gemischbildung, Verbrennung und Aufladung beschränken.

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Fußnoten
1
Dafür ist sie zusammen mit der inkompressiblen Kontinuitätsgleichung elliptisch im Druck!
 
2
Dies gilt bei Vorgabe eines äußeren Druck- und Kraftfeldes.
 
3
Es können allerdings Verdampfungsquellterme auftreten.
 
4
Bei turbulenter Strömung wird sich dieses Problem der unterschiedlichen laminaren Diffusionskonstanten nochmals deutlich entschärfen.
 
5
Die so genannte Karman’sche Wirbelstraße.
 
6
Bei Motoren wird häufig behauptet, dies entspreche einer Mittelung über mehrere Zyklen. Es kann vor dieser etwas „anschaulicheren“ Interpretation aber nur gewarnt werden. Motorischen Zyklenschwankungen liegen zu einem Großteil Schwankungen der Randbedingungen zu Grunde, z. B. des Einspritzstrahls oder des Restgasgehalts vom vorhergehenden Zyklus.
 
7
In der mathematischen Literatur wird das Integral dieser Funktion als Funktion der Parameter a und b als Beta-Funktion bezeichnet: \(B(a,b) = \int\nolimits_0^1 {{{(1 - Z)}^{a - 1}}} {Z^{b - 1}}{\text{d}}Z = \frac{{\Gamma (a)\Gamma (b)}}{{\Gamma (a + b)}}\).
 
8
Die Gamma-Funktion ist gegeben als \(\Gamma (x) = \int\nolimits_0^\infty {{e^{ - t}}{t^{x - 1}}{\text{d}}t} \).
 
9
Die Größe Pe = v Δ x∕D nennt man auch Peclet-Zahl.
 
10
θ(x) bezeichnet die Heaviside-Funktion: \(\theta (x) = \begin{cases} +1 & x \geq 0 \\ -1 & x < 0 \end{cases}\).
 
Literatur
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Metadaten
Titel
Dreidimensionale Strömungsfelder
verfasst von
Christian Krüger, Dr.-Ing.
Frank Otto, Dr. rer. nat.
Copyright-Jahr
2014
Buch
Grundlagen Verbrennungsmotoren

Print ISBN: 978-3-658-03194-7

Electronic ISBN: 978-3-658-03195-4

Copyright-Jahr: 2014

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-03195-4_14

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