Methodenentwicklung zur numerischen Strömungsanalyse von Freispiegelströmungen bei Schaufelwasserrädern

Es wird ein Berechnungsmodell vorgestellt, mit dem eine numerische Analyse der Strömungsvorgänge innerhalb von Schaufelwasserrädern möglich ist. Das Fluidgebiet, beschrieben durch die inkompressiblen Navier‐Stokes‐Gleichungen, wird mittels der zeit‐diskontinuierlichen Raum‐Zeit‐Finite‐Elemente‐Methode diskretisiert. Die Grenzfläche Wasser‐Luft ist implizit mit Hilfe einer Level‐Set‐Funktion abgebildet, während die Grenzfläche Fluid‐Struktur direkt im Rahmen der Gebietsdiskretisierung abgebildet wird. Unter Verwendung der Shear‐Slip‐Mesh‐Update‐Methode findet die auftretende Netzbewegung Berücksichtigung. (© 2014 Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)