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Strömungsinduzierter Schall in Turbomaschinen - Die Rotierende Instabilität -

涡轮机械中的流动引起的声音 - 旋转不稳定性 -

基本信息

批准号：
238477375
负责人：
Privatdozent Dr. Klaus Ehrenfried
金额：
--
依托单位：
Fachgebiet Luftfahrtantriebe
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2013
资助国家：
德国
起止时间：
2012-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/238477375?language=en
关键词：
Str mungsinduzierter Schall Turbomaschinen Die

项目摘要

Die Anforderungen an moderne Turboverdichter in Bezug auf ihren Betrieb und die daraus folgende Umweltbelastung sind in den letzten Jahren enorm gestiegen. Zum einen müssen sie immer effizienter und leiser sein und zum anderen in einem großen Betriebsbereich stabil betrieben werden können. Allerdings befinden sich die Betriebspunkte höchster Effizienz oft in der Nähe der Stabilitätsgrenze. Diese Entwicklung verlangt immer detailliertere Kenntnisse der Strömungsphänomene innerhalb einer Verdichterpassage, damit kritische Betriebspunkte besser vorhergesagt werden können. Ein Strömungsphänomen, das vorwiegend in Axialverdichtern nahe der Stabilitätsgrenze auftritt und negative Auswirkungen auf Druckaufbau und Stabilität zeigt, ist die Rotierende Instabilität (RI). Die RI ist bisher nur unzureichend verstanden; auch die bisherigen Modellvorstellungen mit spaltinduzierten Wirbelsystemen bieten keine ausreichende Erklärungsgrundlage. Aktuelle eigene Untersuchungen haben demgegenüber deutliche RI Signaturen an einem spaltfreien Verdichterstator nachgewiesen und stehen damit sogar im Widerspruch zu existierenden Erklärungsmodellen. Daraus leitet sich die Formulierung einer neuen Hypothese zum Wirkmechanismus der RI ab, die auf umlaufenden Scherschichtinstabilitäten in Interaktion mit instationären Sekundärströmungseffekten in den einzelnen Schaufelpassagen basiert. Die Verifizierung dieses Erklärungsmodells soll im Rahmen des beantragten Verbundprojektes erfolgen. Durch den koordinierten Einsatz unterschiedlicher Mess- und Simulationsmethoden soll eine physikalisch schlüssige Erklärung der Rotierenden Instabilität erbracht werden, die auch deren Auftreten ohne Spalt berücksichtigt. Anhand von verifizierten Modellierungsverfahren sollen auftretende Frequenzen und modale Strukturen der RI vorhergesagt werden. Damit können kritische Betriebspunkte in Bezug auf Aerodynamik und Akustik in Zukunft schon in der Auslegungsphase eines Turboverdichters erkannt und vermieden werden.

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