Validierung des k-e -s_t Turbulenzmodells im 3D Thermohydraulik-Code FLUTAN 3.0 an Turbulenzmessdaten

Zusammenfassung

Der Bericht dokumentiert eine weitere Validierung des im 3D Thermohydraulik-Code FLUTAN implementierten k-e -s_t Turbulenzmodells mit veröffentlichten Meßdaten aus der Literatur. Es handelt sich um Geschwindigkeitsprofile und Turbulenz-Intensitäten, die bei voll ausgebildeter Luftströmung in einem Plattenkanal und in einem Kreisrohr gemessen wurden. Zunächst werden die Geschwindigkeitsverteilungen aus Experiment und Rechnung untereinander verglichen, dann, basierend auf gemessenen Wandschubspannungsgeschwindigkeiten, dem universellen Geschwindigkeitsprofil gegenübergestellt. Die Turbulenz-Intensitäten werden in turbulente kinetische Energie umgerechnet und mit den von FLUTAN berechneten k-Werten verglichen. Wie die Studie zeigt, liefert das in FLUTAN implementierte k-e -s_t Turbulenzmodell Ergebnisse, die vom Experiment nur geringfügig abweichen.

Validating the k-e -s_t Turbulence Model of the 3D Thermal Hydraulic Code FLUTAN 3.0 with Measured Turbulence Data

Abstract

This report documents a study validating the k-e -s_t turbulence model implemented in the 3D thermal hydraulic code FLUTAN using experimental data from literature. The data include velocity profiles and turbulence intensities measured in a channel of parallel plates and in a circular tube, both with air flowing under fully developed conditions. First of all, the velocity distributions from experiment and calculation are compared to each other. Based on measured wall friction velocities, a comparison with the universal velocity profile is also made. The measured data of turbulence intensities, simply transformed into turbulent kinetic energy, are plotted against k-values resulting from FLUTAN calculations. As a conclusion, the study suggests that FLUTAN with its currently implemented k-e -s_t turbulence model has the capability of predicting analytical data which are close to the experiment.