B4 - Stand der Forschungen im August 2013

 

Dieses Teilprojekt verfolgt das Ziel, für die grundlegende Fragestellung, ob sich eine physikalisch fundierte Berechnungsmethodik für die instationären Ablösungen am Triebwerkseinlauf und ihrer Wechselwirkung mit der ersten Verdichterstufe etablieren lässt, die benötigte experimentelle Datenbasis zu generieren. Darauf aufbauend sollen die physikalischen Mechanismen, die zum Wirbelabwerfen führen aufgeklärt werden.

In der vergangenen Förderperiode wurde hierzu eine Durchflussgondel (siehe Abbildung 1) ausgelegt. Das Grenzschichtverhalten dieser Gondel bildet unter Windkanalbedingungen die Strömung in einem Triebwerk mit realistischem Massenstrom und integriertem Fan ab 1 . Druck- und Particle Image Velocimetry-Messungen (PIV) sowie Ölanstrichbilder wurden im Atmosphärischen Windkanal der Universität der Bundeswehr München durchgeführt. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass der überzogene Einlauf durch eine turbulente Ablöseblase an der unteren Einlauflippe charakterisiert wird 1 . Für einen detaillierten Einblick in die Ergebnisse sei auf Schulze 1 verwiesen.

Zur Untersuchung des Einflusses der Ablöseblase auf den Fan, wurden stereoskopische PIV-Messungen in einem transsonischen Verdichterprüfstand in Darmstadt (siehe Teilprojekt B5) durchgeführt. Einen Überblick über die Ergebnisse geben Lieser et al. 2 .

 Abbildung 1 Abbildung 2

In der neuen Förderperiode wird das oben genannte Ziel schwerpunktmäßig bei gestörter Zuströmung verfolgt. Zur Erzeugung einer geeigneten Störung wurde der Wirbelgenerator des Teilprojekts A3 verwendet. Dieser Störgenerator wurde während der phasenstarren stereoskopischen PIV-Messungen periodisch bewegt. Der Einfluss der Störung auf das Strömungsfeld ist in Abbildung 2 dargestellt. Die auf die Anströmgeschwindigkeit normierte Strömungskomponente in x-Richtung ist farblich so gekennzeichnet, dass das Rückstromgebiet rot dargestellt ist. Es zeigt sich, dass die periodisch gestörte Zuströmung zu unterschiedlichen Zeiten einen signifikanten Einfluss auf die Größe der Ablösung hat.

1. Schulze, S.: Experimentelle Untersuchungen zur Wirbeldynamik am überziehenden Triebwerkseinlauf. Dissertation, Universität der Bundeswehr München, 2012.

 

2. Lieser, J.A., Biela, C., Pixberg, C.T., Schiffer, H.-P., Schulze, S., Lesser, A., Kähler, C.J., Niehuis, R.: Compressor Rig Test with distorted Inflow using Distortion Generators. 60. Deutscher Luft- und Raum-fahrtkongress. Bremen, September 27-29, 2011.

 


aktualisiert: 01.10.2013
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