A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Direct numerical simulation of turbulent channel flow with condensation
Diese Arbeit präsentiert direkte numerische Simulationen von turbulenter Strömung feuchter Luft durch einen gekühlten, vertikalen Kanal. Die Kombination von Feuchtigkeit, Temperatur und Mischkonvektion tritt in der Belüftung von Fahrgasträumen auf. In dieser Anwendung stellt unerwünschte Kondensation an kühlen Oberflächen wie Fenstern und Windschutzscheibe ein Problem dar, das die Nutzung des Fahrzeugs kurz- oder langfristig beeinträchtigt. Die Wechselwirkung zwischen Auftrieb, Konvektion und Phasenübergängen berührt gleichermaßen die Thermodynamik und die Fluidmechanik. Für die Rahmenbedingungen, die für die Belüftung in Automobilen relevant sind, kann die Strömung von flüssigem Wasser vernachlässigt werden. Die direkte numerische Simulation betrachtet deshalb nur die Gasphase und modelliert den Einfluss des Phasenübergangs nur im Hinblick auf die feuchte Luft. Flüssiges Wasser wird entweder komplett vernachlässigt oder als Kondensattropfen nachempfundene Wandverformung behandelt. Mithilfe von Simulationen mit und ohne Phasenübergang und mit und ohne Wandverformung wird der Einfluss der unterschiedlichen Faktoren voneinander getrennt untersucht. Die entgegengesetzte Wirkung von Auftrieb, der direkt aus dem Abkühlen und Trocknen der feuchten Luft an der Wand resultiert, und dem Auftrieb, der durch die freiwerdende Kondensationswärme zustande kommt, dämpft den Einfluss der gekühlten Wand auf die Strömung im Vergleich zu gekühlter Kanalströmung ohne Kondensation. In den Simulationen mit Wandverformung durch angelagertes Kondensat verursachen diese Verformungen einen positiven Feedback-Loop, der die Kondensationsraten an der Oberfläche von bereits existierenden Tropfen verstärkt. ; This thesis presents direct numerical simulations of turbulent humid air flow through a cooled vertical channel at atmospheric conditions. The combination of humidity, temperature and mixed convection is relevant to the ventilation of car interiors, where condensation on critical surfaces such as windows and windshield poses a problem to ...
Direct numerical simulation of turbulent channel flow with condensation
Diese Arbeit präsentiert direkte numerische Simulationen von turbulenter Strömung feuchter Luft durch einen gekühlten, vertikalen Kanal. Die Kombination von Feuchtigkeit, Temperatur und Mischkonvektion tritt in der Belüftung von Fahrgasträumen auf. In dieser Anwendung stellt unerwünschte Kondensation an kühlen Oberflächen wie Fenstern und Windschutzscheibe ein Problem dar, das die Nutzung des Fahrzeugs kurz- oder langfristig beeinträchtigt. Die Wechselwirkung zwischen Auftrieb, Konvektion und Phasenübergängen berührt gleichermaßen die Thermodynamik und die Fluidmechanik. Für die Rahmenbedingungen, die für die Belüftung in Automobilen relevant sind, kann die Strömung von flüssigem Wasser vernachlässigt werden. Die direkte numerische Simulation betrachtet deshalb nur die Gasphase und modelliert den Einfluss des Phasenübergangs nur im Hinblick auf die feuchte Luft. Flüssiges Wasser wird entweder komplett vernachlässigt oder als Kondensattropfen nachempfundene Wandverformung behandelt. Mithilfe von Simulationen mit und ohne Phasenübergang und mit und ohne Wandverformung wird der Einfluss der unterschiedlichen Faktoren voneinander getrennt untersucht. Die entgegengesetzte Wirkung von Auftrieb, der direkt aus dem Abkühlen und Trocknen der feuchten Luft an der Wand resultiert, und dem Auftrieb, der durch die freiwerdende Kondensationswärme zustande kommt, dämpft den Einfluss der gekühlten Wand auf die Strömung im Vergleich zu gekühlter Kanalströmung ohne Kondensation. In den Simulationen mit Wandverformung durch angelagertes Kondensat verursachen diese Verformungen einen positiven Feedback-Loop, der die Kondensationsraten an der Oberfläche von bereits existierenden Tropfen verstärkt. ; This thesis presents direct numerical simulations of turbulent humid air flow through a cooled vertical channel at atmospheric conditions. The combination of humidity, temperature and mixed convection is relevant to the ventilation of car interiors, where condensation on critical surfaces such as windows and windshield poses a problem to ...
Direct numerical simulation of turbulent channel flow with condensation
Bahavar, Philipp (author) / Wagner, Claus / Schumacher, Jörg / Hüttl, Thomas
2023-08-08
Theses
Electronic Resource
English
Direct numerical simulation of turbulent heat transfer in a wall-normal rotating channel flow
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Numerical Simulation of Bed-load Transport in Turbulent Channel Flow
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