Untersuchung von Rotierenden Instabilitäten an einem stehenden Ringgitter mittels High-Speed Particle Image Velocimetry (HS-PIV)

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Ziel der Untersuchungen ist die Erweiterung des Verständnisses der Schallerzeugung in Turbomaschinengittern. Hier soll insbesondere das aeroakustisch gekoppelte Phänomen der Rotierenden Instabilität (RI) sowohl strömungsmechanisch als auch akustisch untersucht werden. Dazu sollen Strömungsgeschwindigkeitsfelder in den Schaufelkanälen eines Ringgitters bei auftretenden RI aufgenommen werden, um hieraus die Wirkmechanismen der Umfangskopplung abzuleiten. Da es sich um instationäre Effekte handelt, soll das laseroptische Verfahren zur zeitaufgelösten, berührungslosen Messung der Strömungsgeschwindigkeiten: High-Speed Particle Image Velocimetry (HS-PIV) für diesen Anwendungsfall weiterentwickelt werden. Die methodische Weiterentwicklung des Messverfahrens HSPIV für den Einsatz in komplexen Strömungsverhältnissen von Strömungsmaschinen, die Erfassung und Darstellung des Strömungsfelds in den Schaufelkanälen und die gemeinsame Klärung der Wirkmechanismen der Umfangskopplung der RI sind die wesentlichen Inhalte des Projekts. Dies erfordert eine enge Vernetzung mit den Partnern der Forschergruppe. Die Ergebnisse der Geschwindigkeitsmessungen bilden eine wichtige Grundlage zur Ableitung von Erkenntnissen zur Klärung der Entstehung und Entwicklung von RI sowie der daraus folgenden Auswirkungen auf das Betriebsverhalten von Verdichtern und der akustischen Schallabstrahlung. Die grundlegenden Erfahrungen auf dem Gebiet der laseroptischen Messverfahren liegen am Institut vor und sind bereits erfolgreich für verschiedene Forschungsarbeiten an Strömungsmaschinen eingesetzt worden.