First moment fields for turbulent multi-phase flow analysis

Felder erster Momente für die Analyse turbulenter Mehrphasenströmung Diese Arbeit besteht aus zwei Hauptteilen. Zunächst werden die Grundgleichungen der Fluiddynamik untersucht und auf der Basis folgender Prinzipe neu formuliert: (1) Anstelle lokaler Größen werden grundsätzlich gemittelte Größen verwendet. (2) Die Invarianz der Gleichungsstruktur gegenüber beliebigen Kontrollvolumina und gegenüber mehrfacher Mittelung wird gefordert. Der Zweck dieses Vorgehens ist die Formulierung von Bilanzgleichungen, die speziell für Strömungsfelder mit erheblichen Schwankungen in der Dichte- und Geschwindigkeitsverteilung geeignet sind. Zusätzlich zu den Bilanzgleichungen für Dichte und Impuls werden Bilanzgleichungen für die ersten Momente dieser Größen eingeführt und im Vergleich zu der Theorie mikro-polarer Fluide diskutiert. Im zweiten Teil der Arbeit wird die näherungsweise Schließung des Gleichungssystems auf der Basis einer Taylor-Approximation dritter Ordnung vorgenommen. Randbedingungen, die mit dieser Approximation konsistent sind, werden aufgestellt. Als Beispiel wird der komplette Satz Gleichungen für eine inkompressible Strömung mit erheblichen Schwankungen in Dichte und Geschwindigkeit angegeben