Numerische Simulation periodisch instationärer Strömungen in Turbomaschinen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Heinrich Bernhard Weyer
• Subject Area: Hydraulic and Turbo Engines and Piston Engines
• Term: from 1999 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5205234

In absehbarer Zukunft wird - trotz der Fortschritte in der Computertechnologie und auf den Gebieten sowohl der direkten Navier-Stokes-Simulation als auch der Grobstruktursimulation - die Reynolds-gemittelte Betrachtung der einzig praktikable Ansatz für eine numerische Untersuchung periodisch instationärer Strömungen in technisch relevanten Turbomaschinenkonfigurationen bleiben. Da hierbei nur die periodisch organisierten Fluktuationen (z.B. aufgrund aerodynamischer Schaufelreihenwechselwirkung) direkt aufgelöst werden können, müssen Turbulenz- und Transitionsphänomene über geeignete Modelle berücksichtigt werden. Die besonderen Modellierungsproblematiken, die aus dem hohen Grad an Instationarität der Hauptströmung und komplexer Transitionsmechanismen erwachsen, sind bisher noch nicht gezielt angegangen worden.Ziel des Forschungsvorhabens ist es, in einer ersten Phase die experimentellen Untersuchungen des Forschungsverbundes mit numerischen Simulationen zu unterstützen. Zum Einsatz kommt dabei das am Institut für Antriebstechnik, speziell für instationäre Turbomaschinenströmungen, entwickelte zeitgenaue Navier-StokesVerfahren TRACE-U. Die versuchsbegleitende Unterstützung umfaßt sowohl eine Mitwirkung beim Versuchsaufbau, um die Verwertbarkeit der instationären Meßdaten für eine rigorose Verfahrensvalidierung zu sichern, als auch bei der Ergebnisinterpretation, um einerseits die Meßgüte zu beurteilen und andrerseits konkreten Modellierungsbedarf aufzuzeigen. In einer zweiten Phase werden die im Rahmen eines anderen Teilvorhabens verbesserten Modelle in das verwendete Navier-Stokes-Verfahren implementiert und deren Verbesserungspotential beurteilt.

• DFG Programme: Research Grants