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Reflexionsfreie Kopplungsmethode zur transienten kompressiblen 3D/1D Strömungssimulation

Titel: Reflexionsfreie Kopplungsmethode zur transienten kompressiblen 3D/1D Strömungssimulation
Thema: Numerische 3D-1D-Strömungssimulation, Finite Volumen Verfahren, Charakteristikenverfahren
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. A. Brümmer, Dipl.-Ing. A. Linkamp

 

Auftretende Pulsationen in Rohrleitungssystemen resultieren stets aus einem Zusammenspiel einer pulsationsanregenden Fluid-Energie-Maschine oder Komponente und der Systemantwort. Zur zuverlässigen numerischen Auslegung der Systeme müssen daher die Maschine und Anlage gekoppelt berechnet werden. Eine 3D Simulation der gesamten Anlage ist aus Rechenzeitgründen nicht realistisch, so dass die Maschine 3D und die Anlage 1D abgebildet werden muss. Dazu wird eine Methode zur Kopplung von kompressiblen 3D Finite Volumen Verfahren und kompressiblen 1D Charakteristikenverfahren entwickelt. Das grundlegende Prinzip der Kopplungsmethode besteht in der Anpassung der Wellenausbreitungseigenschaften der gekoppelten numerischen Schemata. Durch eine Analyse und gezielte Anpassung der (unvermeidbaren) spektralen Fehler der Schemata lassen sich Reflexionen an der Kopplungsstelle minimieren.