Massenstrombasierte hydraulische Systemsimulation im Ein- und Zweiphasenmodell

Im Rahmen dieser Arbeit werden konzentriert-parametrische Modelle zur Beschreibung von Ein- und Zweiphasenströmungen in hydraulischen Systemen untersucht. Diese werden auf Basis physikalisch exakter massenstrombasierter Modellbeschreibungen und thermodynamischer CFD-Simulationen sowie Prüfstandsversuchen entwickelt. Die Modelle bilden die Grundlage für eine massen- und energiekonservative konzentriert-parametrische Simulation. Es werden daher sowohl isotherme als auch thermohydraulische Modelle betrachtet. Während die meisten Grund-Komponenten auf analytischem Wege beschrieben werden können, wird für turbulent und laminar durchströmte Widerstände ein thermodynamisches Modell entwickelt, dessen analytisch nicht beschreibbare Strömungsparameter durch CFD-Simulationen ermittelt werden. Komplexere Geometrien wie Ventile werden jedoch zur Steigerung der Genauigkeit vermessen. Ferner wird neben dem klassischen Einphasenmodell eine massenstrombasierte Zweiphasensimulation vorgestellt, um der Gasphase im Hydraulikmedium Rechnung zu tragen. Insbesondere im Bereich geschlossener Systeme und bei Langzeitsimulationen kann hierdurch eine erhebliche und notwendige Genauigkeitssteigerung der simulierten Ergebnisse erzielt werden.