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Turbulenzmodelle

Turbulenzmodelle

Bei aerodynamische Untersuchungen in der Windenergie weisen die Strömungen eine hohe Reynoldszahl auf. Zusätzlich treten Wechselwirkungen zum Beispiel zwischen den Rotorblättern und der Strömung auf, Ablösegebiete und Wirbel treten auf. Solche komplexe Strömungen sind, aufgrund des extrem hohen Rechenbedarfs, nicht mit DNS (Direkte Numerische Simulation) und LES (Grobstruktursimulation) zu simulieren. Andererseits sind die klassischen RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) Lösungen zum großen Teil wegen der rapiden Änderung des Strömungverhaltens, sowie der anisotropen Darstellung der turbulenten Eigenschaften, nicht geeignet.

Dank der fortgeschrittenen Computertechnologie, wird die hybride Modellierungsstrategie in den kommenden Jahren mehr für die Simulation von komplexen Strömungskonfiguration eingesetzt werden. Diese Methode verbindet die Vorteile von RANS und LES, was den Modellierungsanteil der RANS senkt und automatisch an die Gitterauflösung angepasst eingebunden wird. Dadurch ist der RANS Anteil in Wandnähe sehr hoch, wohingegen im Freistrom die Wirbel mittels LES aufgelöst werden.

Die hybride Turbulenzmodellierung lässt sich nach den Filterungsstrategien einteilen, mit denen zwischen RANS und LES ausgewählt wird: PANS (Partially Averaged Navier Stokes), DES (Detached Eddy Simulation), VLES (Very Large Eddy Simulation) und SAS (Scale Adapted Simulation).
Unser Forschungsschwerpunkt in Oldenburg sind die Charakteristika turbulenter Strömung, sowie die Qualität der Simulationsergebnisse durch sinnvollen Einsatz von Turbulenzmodellen zu steigern.

Webmaszs7ter3licn (lena.gpfvorspel@uooazl.doaelkjk) (Stand: 07.11.2019)