Numerische und analytische Untersuchungen von Rotierenden Instabilitäten an einem stehenden Ringgitter

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Zur Interaktion von Strömung und Schall in Turbomaschinen zählt unter anderem das strömungsakustische Phänomen der Rotierenden Instabilitäten (RI). Die dabei auftretenden aerodynamischen und aeroakustischen Wechselwirkungsmechanismen sind in den Einzelheiten bisher nicht geklärt. Diese sind sowohl von grundlegender als auch von ingenieurtechnischer Bedeutung, da RI insbesondere bei hohen Belastungen zu Schaufelschwingungen bis zum Bruch führen können. Mit der hochauflösenden Methode der Detached- Eddy-Simulation, die bei Tragflügelumströmungen und Freistrahlen bereits erfolgreich zur Strömungs- und Schallsimulation eingesetzt wurden, sollen die gekoppelten Vorgänge von Strömung und Schall untersucht werden. Aus der gesamtheitlichen Betrachtung der hier durchzuführenden Simulationen und den Experimenten der Forschergruppe werden diese Ergebnisse mit dem Ziel analysiert, die wesentlichen Mechanismen der RI zu extrahieren und für diese ein einfaches physikalisches Modell zu entwickeln. Im Idealfall können aus den gewonnenen Erkenntnissen Kriterien für Verdichterauslegungsstrategien abgeleitet werden, welche RI im Betriebsverhalten und die zu erwartende akustische Schallabstrahlung berücksichtigen.