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2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

8. Numerische Strömungsberechnungen

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Autor: Johann Friedrich Gülich

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Erschienen in: Kreiselpumpen

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Zusammenfassung

Kommerzielle Programme zur numerischen Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen für 3D- Strömungen (3D-NS) werden universell eingesetzt. Theorie und Instruktionen für den Programmeinsatz erhält der Anwender aus der Programmdokumentation. Kapitel 8 konzentriert sich daher eher auf Besonderheiten und Probleme beim Einsatz von 3D-NS für verzögerte Strömungen auf gekrümmten Bahnen in Kreiselpumpen, bei denen die Wechselwirkung zwischen Haupt- und Radseitenraumströmung (sowie Leckströme durch Spaltdichtungen) erschwerend hinzukommen. Turbulenzmodellierung und Wandgesetze können diese Strömungen nur unvollkommen beschreiben, da sie aus einfachen Geometrien abgeleitet wurden. Zwei-Phasen- und Kavitationsströmungen steigern diese Schwierigkeiten erheblich. Fokus-Themen: Berechnungsstrategien, Unsicherheiten, Fehlerquellen, Qualitätssicherung bei CFD-Rechnungen, Vergleich zwischen Rechnung und Messung, Genauigkeit numerischer Berechnungen, empfohlene CFD-Rechenparameter sowie Postprozessing und Kriterien für die Beurteilung numerischer Berechnungen.

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Die Abbruchfehlerordnung allein bestimmt noch nicht die Genauigkeit; sie sagt nur aus, dass mit zunehmender Netzdichte die exakte Lösung schneller erreicht wird.

Bei den Untersuchungen in [ 30, 41] reagierten die Rechenergebnisse wenig empfindlich auf die Turbulenzparameter. Dieser Befund wird durch CFD-Rechnungen in [ 5] bestätigt.

Diese Aussage wird durch die Messungen in [ 59] bestätigt.

So betrugen z. B. die in [ 43] Kap. 9 mit CFD berechneten Radreibungsverluste glatter Scheiben nur etwa 10 % der nach Gl. (T3.6.11) zu erwartenden Werte, die durch verschiedene Messungen bestätigt wurden.

Mitunter wird in Publikationen nicht streng zwischen Begriffen wie der „Förderhöhe der Pumpe“ und dem „Totaldruck des Laufrades“ (oder den entsprechenden Wirkungsgraden) unterschieden, was entsprechende Vergleiche an sich gegenstandslos macht.

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Titel

Numerische Strömungsberechnungen

Buch

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Print ISBN: 978-3-662-59784-2

Electronic ISBN: 978-3-662-59785-9

https://doi.org/10.1007/978-3-662-59785-9

DOI

https://doi.org/10.1007/978-3-662-59785-9_8

Autor:

Johann Friedrich Gülich

Verlag

Springer Berlin Heidelberg

Sequenznummer

Kapitelnummer

Kapitel 8