Der konjugierte Wärmeübergang in einer aero-thermisch pulsierenden Kanalströmung mit OpenFOAM und seine numerische Untersuchung (PDF)

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2017 im Fachbereich Physik - Thermodynamik, Note: 1,0, Universität Stuttgart, Sprache: Deutsch, Abstract: Diese Arbeit befasst sich mit dem konjugierten Wärmeübergang in einer turbulenten Strömung unter transienten Bedingungen. Hierfür wurde das frei verfügbare Simulationstool OpenFOAM verwendet.

Dabei soll ein Beitrag zum Verstehen der Phänomene geleistet werden, die beim transienten konjugierten Wärmeübergang in turbulenten Strömungen auftreten. Dafür soll der Wärmeübergang in einem rechteckigen Kanal mit einem Festkörper in der Kanalmitte untersucht werden. Anhand zahlreicher Testfälle wird der Einfluss verschiedener Parameter auf den Wärmeübergang näher betrachtet.

Die Strömung in Kühlsystemen von Gasturbinen ist oft instationär und unterliegt transienten Betriebspunktänderungen. Im Rahmen der Bachelorarbeit wurden konjugierte Wärmeübergangsvorgänge sowohl unter transienten thermischen als auch unter transienten aerodynamischen Bedingungen untersucht. Hierbei wurde das Open-Source-Softwarepaket OpenFOAM eingesetzt, um verschiedene Einflussparameter des numerischen Setups auf die Simulation zu bewerten. Die Validierung der numerischen Ergebnisse erfolgte anhand experimenteller Untersuchungen sowie vereinfachter analytischer Lösungen.