Ein wesentliches Merkmal in allen Turbomaschinenströmungen ist die Instationarität, ohne die die Maschinen nicht in der Lage wären, Energie mit einem Fluid auszutauschen. Eine der Hauptursachen für instationäre Strömungseigenschaften sind die Wechselwirkungen relativ zueinander rotierender Schaufelreihen.
In der heutigen industriellen Praxis werden sowohl im Auslegungs- als auch im Optimierungsprozess stationäre Simulationsverfahren verwendet. Zur Kopplung der betrachteten Schaufelreihen hat sich hierbei vor allem ein Mischungsebenenansatz etabliert, mit dem instationäre Effekte allerdings nur unzureichend wiedergegeben werden können. Zwar ist eine detaillierte Kenntnis der instationären Effekte für den Designer meist unerheblich, nicht aber ihr zeitlich gemittelter Einfluss auf das Strömungsfeld. Diese zeitlich gemittelten Instationaritäten lassen sich mathematisch anhand von deterministischen Spannungen formulieren.
Im Rahmen der erweiterten Mehrstufen-Modellierung werden verschiedene Ansätze verfolgt, deterministische Spannungen zu modellieren und das bestehende Mischungsebenenmodell zu erweitern.
Bei der numerischen Behandlung von Turbomaschinen bieten strukturierte Strömungsverfahren Vorteile gegenüber unstrukturierten Ansätzen. Daher werden die meisten Komponenten strukturiert vernetzt. In manchen Bereichen wie z. B. Kavitäten, Casing Treatments oder Kühlkanälen ist eine strukturierte Vernetzung allerdings sehr zeitaufwendig und schwer zu realisieren. Diese Bereiche müssen vorab identifiziert und unstrukturiert vernetzt werden. Ein Netz, das sowohl strukturierte als auch unstrukturierte Topologien enthält, wird in diesem Zusammenhang als hybrid bezeichnet.
Bei komplexeren Konfigurationen kann es dazu kommen, dass an der Grenzfläche zwischen zwei Netzblöcken die Zellen nicht exakt zueinander passen. Um die Kopplung jedoch zu ermöglichen, muss ein geeigneter Algorithmus verwendet werden. Dieser Algorithmus muss konservativ, von höherer Ordnung genau und unabhängig von der Netztopologie sein.