Motivation und Zielsetzung
Die korrekte Modellierung von Turbulenz ist für das aerodynamische Design, die Kühlung, das Spaltmanagement sowie die Lebensdauer und Betriebssicherheit von Verdichtern von zentraler Bedeutung. Insbesondere das turbulente Längenmaß in der Zuströmung beeinflusst Misch- und Reibungsverluste, die Grenzschichtentwicklung und mögliche Ablösungen und legt damit Wirkungsgrad, Druckanstieg sowie Stall- und Surge-Grenzen fest. Da diese Zusammenhänge in bestehenden industriellen Auslegungswerkzeugen häufig nur eingeschränkt abgebildet werden, besteht ein klarer Bedarf, die zugrunde liegenden Mechanismen genauer zu untersuchen und die physikalische Beschreibung der Turbulenz für zukünftige Auslegungs- und Bewertungsmethoden zu verbessern.
Ziel des Projekts ist es, die Turbulenzverteilung in Verdichtern systematisch zu erfassen und Daten für die Weiterentwicklung von RANS-Turbulenz- und Transitionsmodellen bereitzustellen. Hierzu wurden Stereo-PIV-Messungen an einer Verdichterkaskade durchgeführt und die identischen Randbedingungen für Large-Eddy-Simulationen mit TRACE genutzt, die zu einer guten Übereinstimmung zwischen Experiment und LES führen. Die Ergebnisse verdeutlichen den Einfluss des turbulenten Längenmaßes in der Zuströmung auf die Durchströmung des Gitters und bilden eine Grundlage für verbesserte Auslegungsmethoden in der Turbomaschinenaerodynamik.
Veranwortliches Institut
Das Projekt wird verantwortet durch das Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik.
Partnerinstitution
Das Projekt wird unterstützt durch die AG Turbo des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
