Einfluss der Turbulenz in Hochgeschwindigkeits-strömungen um sphärische Objekte


Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer Voruntersuchung von Turbulenzeffekten in einer Überschallströmung von Gas, um den Einfluss von Wirbelströmungen während des Zerfalls eines flüssigen Tröpfchens abschätzen zu können. Dafür wurde der Gasstrom um eine starre Kugel untersucht, sowie Bereiche hoher Turbulenz bestimmt. Die Positionen der Zonen mit hoher und niedriger Turbulenzintensität werden mit Ergebnissen aus Experimenten aus der Literatur verglichen, die den Prozess des Tropfenzerfalls behandeln und auf ähnlichen Weber-Zahlen aufbauen.


Contourplot der Geschwindigkeit des dreidimensionalen Falls mit unskalierten Geschwindigkeitsvektoren, t = 26 μs

 

Mit dieser Voruntersuchung konnte der Einfluss der Turbulenz auf den Tropfenzerfall abgeschätzt werden und Übereinstimmungen zwischen den Ergebnissen der in der Literatur beschriebenen Experimenten und der Simulationen gefunden werden. Im nächsten Schritt wird die tatsächliche Mehrphasensimulation ausgeführt werden, um die beobachteten Phänomene anschließend in der Simulation eines flüssigen Tröpfchens zu untersuchen, welches sich aufgrund der Überschallströmung von Gas ständig verformt.

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