Instationäre Kräfte und Grenzschichtverhalten an Beschaufelungen eines Niedergeschwindigkeits-Axialverdichters

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Bisherige Untersuchungen der instationären Kräfte und des Grenzschichtverhaltens in realen Turbomaschinen wurden bisher nur vereinzelt durchgeführt. Periodische Anregungen durch Nachläufe stromaufliegender, rotierender Gitter verursachen dynamische Erregerkräfte auf den Schaufeln und beeinflussen das Grenzschichtverhalten auf den Profiloberflächen.Ausgehend von Erfahrungen an Windkanälen sollen im Niedergeschwindigkeitsverdichter Dresden Messungen durchgeführt werden, die bisher noch nicht in diesem Umfang und in dieser Art in einer Turbomaschine realisiert wurden.Zuerst werden für die im Verbundprojekt vorgesehenen numerischen Berechnungen Zeitreihen aller relevanten Größen aufgezeichnet. Diese dienen als Start- und Randwerte sowie zur Validierung der Ergebnisse.Danach werden mit Hilfe von zeitlich hochauflösenden Drucksensoren Profiloberflächendrücke aufgenommen und daraus Schaufelkräfte auf Rotor- und Statorschaufeln bestimmt. Diese dienen der Analyse der dynamischen Belastung der Schaufeln und einer weitergehenden Validierung der bei den Partnern in der Entwicklung befindlichen Rechenprogramme.Im weiteren Verlauf werden mit unterschiedlichen Verfahren, wie der CPM3 Methode, Heißfilm- und Piezofolienverfahren die Grenzschichtzustände analysiert. Dabei gilt neben den mittleren Wandschubspannungen ein besonderes Augenmerk den Übergangsgebieten von laminarer zu turbulenter Strömung und deren Reaktion auf die instationäre Zuströmung.