Aktive Beeinflussung und Simulation der Strömung bei Turbomaschinen (T02)

Ziel des Teilprojektes T3 - 1 1 die Entwicklung and der Aufbau einer modelmodel1 1 . Regelung zur effizienten Reduzierung 1 . Strömungsablösung and the belastoren 2 . turbo- arbeitsmaschina and Rotoren。Erreicht werden soll damit eine Erhöhung der mit der machine erzielbaren Drucksteigerung unabhängig von Betriebsbedingungen and auch bei Vorhanden-sein von Störungen。Aufbauend auf民主党测试der entwickelten Komponenten一个静脉ebenen Statorkaskade和einem im SFB 557 vorhandenen Hochdruck-Axialventilator sollen im车架静脉Konzeptstudie Spezifikationen毛皮请来两aktuelle霍克belastete, industrienahe Verdichter冯劳斯莱斯erarbeitet了。dafr werden数值模拟研究中心（中心，转子，定子）和einer mehrstufenhochge - schwindigkeitskconfiguration durchgefhrt。ausmessungen des statischen Wanddruckes sowohl auf den Saugseiten der Schaufelprofile als auch and der Gehäusewand sinund zunächst geeignete Ersatzregelgrößen zu bestimmen, mit denen eine quantitative Charakterisierung abgelöster Strömungen erfolgt。Neben einer direkten us-wertung der der von T1 erhaltenen Messsignale, z.B. <e:1> ber den mit der Ablösung korrelierenden saugseitigen drucgradienten, sollen auder Basis der der von T2 zur verf<e:1> gung gestellten simu- liten datellgesttzte Messverfahren entworfen werden, die eine schnelle Ablösungserkennung ermöglichen。基于时间分辨的PIV信息采集方法。Sowohl bezichzigich der Messung也auch bezichzigich der Regelung ergeen . deronere Anforderungen durch den stark deidedimensionalen Strömungszustand mit gleichzeitti -ger Ecken- und profilseittiger Ablösung。Nach iner zunächst spannweg homogenation ist daher in zweiten Schritt das stark verkoppelte， örtlich verilte Regelungsproblem zu lösen。[2]〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕Zur Behandlung des vorallem bei unschiedlichen Betriebspunkten stark nightlinearen Verhaltens sollen die bereits in anderen SFB-Projekten erfolgrerich ingesetzten robusten bzw。适应性的；适应性的[1] [0] [1] [1] [1] [1] [1] [3]在渐近稳定剂Regelkreis gewährleistet werden的研究中，研究人员发现，在渐近稳定剂Regelkreis gewährleistet werden的研究中，研究人员发现，在渐近稳定剂Regelkreis gewährleistet werden。该实验装置geprägte antil Der Methodenentwicklung erfolt zum einen和Der mestech - nishil sehr - gut zugänglichen ebenen Statorkaskade des T1在Bezug， beeine直接注入到定子bzw。和der Gehäusewand。Zum anderen werden die Möglichkeiten einer beinfluus -sung - des rotor and einem in sfb557 betriebenen hochdruck - axial - ventiatorprfstand des DLR (TP B5 des sfb557) getesten。Die Übertragbarkeit beider Regelungskonzepte auf praxisnahe verhter solt in Zusammenarbeit mittels numerischer simulationsstudieset werden。德国<s:1>低速压缩机研究中心和德国技术研究中心Universität不伦瑞克和德国技术研究中心，德国研发中心，德国研发中心，德国研发中心，德国研发中心，德国研发中心。(1)德国机械工程师协会（german institute of technology）：德国机械工程师协会（german institute）：德国机械工程师协会（german institute）：德国机械工程师协会（german institute）：德国机械工程师协会（german institute）。

Ziel des Teilprojektes T3 ist die Entwicklung und der Aufbau einer modellgestützten Regelung zur effizienten Reduzierung der Strömungsablösung an hoch belasteten Statoren einer Turbo-arbeitsmaschine und an Rotoren. Erreicht werden soll damit eine Erhöhung der mit der Maschine erzielbaren Drucksteigerung unabhängig von den Betriebsbedingungen und auch bei Vorhanden-sein von Störungen. Aufbauend auf dem Test der entwickelten Komponenten an einer ebenen Statorkaskade und an einem im SFB 557 vorhandenen Hochdruck-Axialventilator sollen im Rahmen einer Konzeptstudie Spezifikationen für zwei aktuelle, hoch belastete, industrienahe Verdichter von Rolls-Royce erarbeitet werden. Dafür werden numerische Simulationsstudien mit einer Niedergeschwindigkeitskonfiguration (Leitrad, Rotor, Stator) und einer Mehrstufenhochge-schwindigkeitskonfiguration durchgeführt.Aus Messungen des statischen Wanddruckes sowohl auf den Saugseiten der Schaufelprofile als auch an der Gehäusewand sind zunächst geeignete Ersatzregelgrößen zu bestimmen, mit denen eine quantitative Charakterisierung abgelöster Strömungen erfolgt. Neben einer direkten Aus-wertung der von T1 erhaltenen Messsignale, z.B. über den mit der Ablösung korrelierenden saugseitigen Druckgradienten, sollen auf der Basis der von T2 zur Verfügung gestellten simu-lierten Daten modellgestützte Messverfahren entworfen werden, die eine schnelle Ablösungserkennung ermöglichen. Hierfür dienen u.a. auch die in T1 mit der Time resolved PIV gewonnenen Informationen. Sowohl bezüglich der Messung als auch bezüglich der Regelung ergeben sich besondere Anforderungen durch den stark dreidimensionalen Strömungszustand mit gleichzeiti-ger Ecken- und profilseitiger Ablösung. Nach einer zunächst spannweitig homogenen Aktuation ist daher im zweiten Schritt das stark verkoppelte, örtlich verteilte Regelungsproblem zu lösen. Wesentliches Ziel ist dabei ein möglichst geringer Gesamtmassenstrom der Aktuation, um die Effizienz des Gesamtsystems zu steigern. Zur Behandlung des vor allem bei unterschiedlichen Betriebspunkten stark nichtlinearen Verhaltens sollen die bereits in anderen SFB-Projekten erfolgreich eingesetzten robusten bzw. adaptiven Regelungsverfahren verwendet werden. Zur Regelung der Spaltströmung an einem Rotor kommen vor allem adaptive Konzepte zum Einsatz. Hinsichtlich der zu testenden Regelungskonzepte ist aus praktischer Sicht insbesondere die Integrität zu beachten, d.h. auch bei Ausfall von Sensoren/Aktuatoren muss weiterhin ein asymp-totisch stabiler Regelkreis gewährleistet werden.Der experimentell geprägte Anteil der Methodenentwicklung erfolgt zum einen an der messtech-nisch sehr gut zugänglichen ebenen Statorkaskade des T1 in Bezug auf eine Beeinflussung direkt am Stator bzw. an der Gehäusewand. Zum anderen werden die Möglichkeiten einer Beeinflus-sung des Rotors an einem im SFB 557 betriebenen Hochdruck-Axialventilatorprüfstand des DLR (TP B5 des SFB 557) getestet. Die Übertragbarkeit beider Regelungskonzepte auf praxisnahe Verdichter soll in Zusammenarbeit mit T2 mittels numerischer Simulationsstudien getestet werden. Dafür werden der Low speed research compressor an der Technischen Universität Braunschweig und der vierstufige transonische Verdichter im DLR in Köln zugrunde gelegt, welche von RRD bereits in früheren Untersuchungen verwendet wurden. Als Ergebnis dieser konkreten Konzeptstudien zur Turbomaschinenanwendungen sollen sowohl Spezifika-tionen für die Übertragung dieser Technologie auf reale Maschinen als auch eine Potentialab-schätzung hinsichtlich des Nutzens unter Berücksichtigung des Aufwandes erstellt werden.