Simulation der Strömung im Windkanal und Labor

Abstract

Für den Windkanal am Institut für Strömungsmechanik und Wärmeübertragung wird in dieser Arbeit die Luftströmung mittels geeigneter CFD-Programme simuliert. Neben diesem Niedergeschwindigkeitswindkanal wird auch der umgebende Raum, in welchem der Windkanal steht, in der Simulation berücksichtigt. Außerdem soll ein Überblick über die verschiedenen Windkanalarten gegeben werden. Es werden zwei Modelle zur Veranschaulichung des Strömungsproblems erstellt,welche sich in ihrer Komplexität unterscheiden. Während im ersten Modell starke Vereinfachungen getroffen wurden, soll das zweite Modell der Realität möglichst genau entsprechen. Durch den Vergleich beider Modelle soll der Effekt der vereinfachenden Modellannahmen visualisiert werden. Um die zum Rechengebiet proportionale Rechenzeit möglichst gering zu halten, wird die vorliegende turbulente Strömung mit Hilfe eines Turbulenzmodells beschrieben. Darüber hinaus wurden im Windkanal Geschwindigkeitsmessungen bei verschiedenen Drehzahlen durchgeführt, um eine quantitative Gegenüberstellung mit beiden Modellen zu ermöglichen. Nach ausführlicher Analyse der Ergebnisse wird ein Ausblick auf weiterführende Arbeiten gegeben.

The airflow through the wind tunnel of the Institute of Fluid Mechanics and Heat Transfer will be simulated using CFD-programs. The surrounded room, in which the low speed wind tunnel is located, will be considered in the simulations as well. Furthermore an overview of different types of wind tunnels will be given. Two models of different complexity will be designed in order to illustrate the flow of the considered problem. While the first model is strongly simplified, the second model should conform to the reality as much as possible. Due to the comparison of both models the effect of the assumptions of the simplified model can be visualized. The computational time is proportional to the computational area and should be as small as possible. Therefor the present turbulent flow will be described with an appropriate turbulence model. Beyond that velocity measurements will be done in order to enable a comparison with the two models. After a detailed analysis of the results an outlook of possible continuative work will be given.