LES and DNS of the unsteady interaction of secondary flows in turbomachnine grids

涡轮机网格中二次流非定常相互作用的LES和DNS

• 批准号: 165216121
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jochen Fröhlich
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Strömungsmechanik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2016-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/165216121?language=en
• 关键词: LES; DNS; unsteady; interaction; secondary

Die Optimierung von Turbinen und Verdichtern hinsichtlich Wirkungsgrad, Lärmentstehung, Herstellungskosten und Betriebssicherheit ist ein wichtiges Ziel, um Kosten und ökologische Auswirkungen zu reduzieren. Für die stationären Anteile der Hauptströmung wurde dies inzwischen weitgehend erreicht. Dabei werden jedoch die instationären Effekte vernachlässigt, die durch das Eintreten von Nachläufen und anderen Sekundärströmungen in den Schaufelkanal entstehen. In Verdichtern sind vor allem die Interaktionen mit dem Radialspaltwirbel von Bedeutung, da hierdurch die Strömung am Außenrand stark beeinflusst wird. In kritischen Fällen entstehen dadurch kollektive Effekte, wie ‚double leakage’ und ‚rotating stall’, die die Leistung der Maschine begrenzen. Bei Turbinen ist es möglich, durch einen ‚Shroud’ den Radialspalt zu vermeiden. Dann sind instationäre Interaktionen der Nachläufe und Hufeisenwirbel mit Haupt- und Sekundärströmung bestimmend. Allgemein stellen die Seitenwandverluste etwa ein Drittel der Gesamtverluste bei Turbinen dar und sind für Kompressoren von noch größerer Bedeutung. Ein besseres Verständnis der beteiligten komplexen Mechanismen ist unumgänglich, um das vorhandene Optimierungspotenzial zu nutzen. Hier besteht Forschungsbedarf.Ziel des Projekts ist die numerische Untersuchung der instationären Vorgänge im Bereich der Schaufelenden von Turbinen- und Verdichtergittern mit Hilfe hoch auflösender Direkter Numerischer Simulationen und Large Eddy Simulationen. So können unter genauer Kontrolle der Randbedingungen gezielt Effekte ein- und ausgeschaltet werden, um sehr detaillierte Informationen über die instationäre Interaktion von Sekundärströmungen in der Nähe der Kanalwand zu gewinnen. Dies soll im Verbund mit parallelen Experimenten und Rechnungen unter Verwendung statistischer Turbulenzmodelle in den beiden anderen Teilprojekten geschehen. Dadurch werden die Grundlagen für die Optimierung dieser Vorgänge geschaffen.

Die Optimierung von Turbinen und Vertebern hinsichtlich Wirkungsgrad，Lärmentstehung，Herstellungskosten und Betriebssicherstist ein wichtiges Ziel，um Kosten und ökologische Auschenkungen zu reduzieren.为了让总部的工作人员能够顺利完成任务。大北韦尔登让这些装置产生了效果，它们是通过在Schaufelkanal中对Nachläufen和Sekundärströmungen进行的一种整合来实现的。在垂直方向上，所有的交互作用都是通过径向旋转来实现的，因此，在澳大利亚的海峡两岸，这种影响是显而易见的。在kritischen Fällen中，引入了“双泄漏”和“旋转失速”等可调节的机械效率。在涡轮机上是很大的，因为有一个径向密封圈。这是一个由奥普特和Sekundärströmung共同评估的Nachläufe和Hufeisenbel之间的互动。Allgemein stellen die Seitenwandverluste etwa ein Drittel der Gesamtverluste bei Turbinen dar and sind für Kompressoren von noch größerer Bedeutung. Ein besseres Verständnis der beteiligten komplexen Mechanismen ist unumgänglich，um das vorhandene Optimierungspotenzial zu nutzen.这是一个最好的研究课题。该课题主要是通过直接数值模拟和大涡模拟对涡轮和涡轮增压器进行数值研究。So können unter genauer Kontrolle der Randbedingungen gezielt Effekte ein- und ausgeschaltet韦尔登，um sehr detaillierte Informationen über die instationäre Interaktion von Sekundärströmungen in der Nähe der Kanalwand zu gewinnen.这是一个在现代工程中应用的湍流模型的并行试验和研究。Daddy韦尔登die Grundlagen für die Optimierung dieser Vorgänge geschaffen.