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Stefan Stollenwerk

• In der vorliegenden Arbeit werden zwei verschiedene, neuartige deterministische Spannungsmodelle vorgestellt, die das bestehende stationäre Mischungsebenenmodell um die Berücksichtigung instationärer Effekte erweitern und somit eine Verbesserung des klassischen stationären Ansatzes darstellen. Während das deterministische Flussmodell auf instationären Vorrechnungen beruht, ist das Transportmodell für deterministische Spannungen vollkommen autonom. Es werden relevante instationäre Effekte dargestellt bevor ihr Modellierungsbedarf detailliert analysiert wird. Einer Herleitung der deterministischen Spannungsmodelle und einer Einführung in ihre Wirkweise folgt die Anwendung auf einen realen transsonischen Verdichter. Hierbei werden die entwickelten Verfahren mit den etablierten RANS- bzw. URANS-Ansätzen sowie mit experimentellen Messdaten verglichen. Die Modelle zeigen gegenüber dem konventionellen Mischungsebenenansatz eine deutliche Verbesserung der Vorhersagequalität.
• Within this work, two different novel modelling strategies for deterministic stresses are presented. They include unsteady effects in steady mixing-plane simulations and constitute an improvement of the conventional steady approach. Whilst the deterministic flux model is based on preliminary unsteady simulations, the transport model for deterministic stresses constitutes a stand-alone approach. Initially, important unsteady effects are illustrated followed by an analysis of their impact on the time averaged solution. After the derivation of the deterministic stress models they are applied to a real transonic compressor. At this, the deterministic model results are compared to those obtained by established RANS and URANS approaches as well as to experimental results. The deterministic stress models show strongly improved results compared to the conventional mixing-plane approach.