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Über die Berechnung des turbulenten runden Freistrahls unter Verwendung ähnlicher Lösungen

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Zusammenfassung

Für den inkompressiblen runden Freistrahl werden die ähnlichen Lösungen numerisch berechnet, wobei die Wirbelviskosität über das k-∈-Turbulenzmodell bestimmt wird. Da die Ausbreitungsrate für den runden Freistrahl über das Standard-k-∈-Modell als zu groß vorhergesagt wird, werden einige Modifikationen des Modells diskutiert und die numerischen Ergebnisse mit Experimenten verglichen. Außerdem werden die Lösungen für die Temperaturverteilung im erwärmten Freistrahl betrachtet.

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Abbreviations

C μ, C1, C2 C3 :

empirische Koeffizienten des Turbulenzmodells empirischer Koeffizient für die Modifikation vonChen/Kim

C p :

empirischer Koeffizient für die Modifikation vonPope

C L :

empirischer Koeffizient für die Modifikation vonHanjalić/Launder

d :

Düsendurchmesser

e :

Index:e=0 parabolischer Fall Index:e=1 elliptischer Fall

E( η), K(η):

Ähnlichkeitsfunktionen für die turbulente Dissipationsrate und die kinetische Energie

F( η), G(η):

Ähnlichkeitsfunktionen für die axiale und radiale Geschwindigkeit

H( η):

Ähnlichkeitsfunktionen für die turbulente Wirbelviskosität

I o :

Impuls (Gl. (19))

J o :

Wärmeenergie (Gl. (20))

k :

turbulente kinetische Energie

p :

Druck

P( η):

Ähnlichkeitsfunktionen für den Druck

P k :

turbulente Produktionsrate

T( η):

Ähnlichkeitsfunktion für die Temperatur

t :

ϑ-ϑ∞: Temperaturdifferenz gegenüber Umgebungstemperatur

u, v :

axiale und radiale Geschwindigkeitskomponenten

u m, km, tm :

Mittengrößen für Geshwindigkeit, kinetische Energie und Temperatur

u o :

mittlere Geschwindigkeit am Düsenaustritt

\(\overline {u'v'} \) :

turbulente Scherspannung

\(\overline {u'^2 } ,\overline {v'^2 } ,\overline {w'^2 } \) :

turbulente Normalspannungen

v :

Geschwindigkeitsvektor

x, y :

Koordinanten in axialer und radialer Richtung

y 1/2 :

Entfernung von der Mittellinie, bei der die Axialgeschwindigkeit die Hälfte des Mittenwertes beträgt

∏ k :

Ähnlichkeitsfunktionen für die turbulente Produktionsrate

λ:

Faktor (Gl. (12))

∈:

turbulente Dissipationsrate

ξ:

-y/y 1/2

η:

Ähnlichkeitskoordinate

v i :

turbulente Wirbelviskosität

σ:

Dichte

σ k,σ t :

empirische Konstanten des Turbulenzmodells

σ t :

turbulente Prandtl-Zahl

τ:

Faktor (Gl. (14))

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Authors and Affiliations

  1. Fachbereich Maschinenbau, Fachhochschule Darmstadt, Darmstadt, Deutschland

    Helge-Otmar May

Authors
  1. Helge-Otmar May
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May, HO. Über die Berechnung des turbulenten runden Freistrahls unter Verwendung ähnlicher Lösungen. Forsch Ing-Wes 62, 271–280 (1996). https://doi.org/10.1007/BF02601937

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02601937

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