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Hallo Strömungsexperten,
Ich beschäftige mich gerade mit einer 2D-Strömungssimulation. Dabei wird die auftretende Strömung nur durch zwei rotierende Zylinder induziert. Die Rotationsachsen der Zylinder verlaufen parallel zueinander. Der Radius der Zylinder beträgt 20mm. Der minimale Abstand zwischen den Zylindern beträgt 1µm.
Die Grenzschichten spielen bei der auftretenden Strömung eine entscheidende Rolle.

Das Standart K-ε Modell benötigt in Wandnahen Bereichen ja keine besonders feine Vernetzung, da die Berechnung der Grenzschicht über Wandfunktionen erfolgt.

Bei meinen Simulationen nimmt y+ einen maximalen Wert von 50 an. Ich müsste also in den Wandbereichen fein genug vernetzt haben. Die Ausgebildete Grenzschicht entspricht jedoch ungefähr einer Elementenkantenlänge.

Würde vielleicht ein anderes  Turbulenzmodelle für mein Problem besser in Frage kommen?

Außerdem würde mich auch noch mal interessieren, wie sich der Massflow (Massenstrom) berechnet?

Würde mich riesig über eine Hilfe freuen.

Gruß,

Tobias

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Hallo Tobias,
nun ist eine Zeit her für Deine Anfrage, aber bei 1 µm Spaltweite würde es mich sehr wundern, wenn im Spalt eine turbulente Strömung auftritt. Hast Du die Reynoldszahl mal abgeschätzt? Der Yplus von 50 liegt doch nicht im 1 µm-Spalt vor oder? Vermutlich ist die Spaltströmung laminar und die Aussentrömung turbulent (?).
Für solche Fälle, in denen der Übergang von laminaren zu turblenten Grenzschichten wichtig ist, gibt es eigentlich nur die Low-Reynolds-Turbulenzmodelle, die die viskose Unterschicht auflösen und nicht diese Überbrücken wie die Wandfunktionen. U.a. werden diese Modelle auch beim turbulent/laminaren Umschlag eingesetzt, der möglicherweise auch bei Dir stattfindet. Diese Modelle sind halbwegs (!) in der Lage den Umschlag von laminar zu turblent zu berechnen. Die statistischen Turbulenzmodelle (k-eps, RNG u.s.w)  mitteln die Strömungsgleichungen (navier-Stokes)zeitlich und gehen vereinfacht gesagt von eine charakteristischen Wirbelfrequenz aus. Der laminar/turblente Umschlag ist aber ein Instabilitätsproblem, wobei charakteristische Frequenzen die Auslöser sind. Wandfunktionen sind für so eine Anwendung nicht geeignet. Falls solche Fragestellungen für Dich wichtig sind, würde ich Dir CFX oder Fluent empfehlen.

Hoffe es ist zu spät.

Gruss

Ulrich

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Dr.-Ing. Ulrich Heck
ulrich_heck@dhcae.de
http://www.dhcae.de

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Hallo Ulrich,
Du hast vollkommen Recht. Im Spalt ist der dimensionslose Wandabstand Y+ viel geringer.
Deine Aussagen bestätigen eigentlich meine Ansichten. Sehr schön ... denn ich muss schon in ein par Tagen mein Diplom abgeben.

Vielen Dank,

Tobias

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