RELAM - Untersuchung von Relaminarisierung in den Grenzschichten von Triebwerksstufen zur Wirkungsgradverbesserung

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Um bei modernen Triebwerken eine Verringerung des Treibstoffverbrauchs und damit der Umweltbelastung zu erzielen, muss die Strömungsführung verbessert werden oder das Gewicht durch Reduktion der Stufen- oder Schaufelzahl verringert werden. Beides verlangt den massiven Einsatz numerischer Strömungsberechnungsprogramme (CFD; Computational Fluid Dynamics), wobei die Abstimmung und Evaluierung der verwendeten Rechenmodelle durch experimentelle Daten erfolgen muss.
Obwohl die CFD Codes bereits sehr ausgereift sind, gibt es noch Unsicherheiten bei der Modellierung von Turbulenz und da vor allem bei den Vorgängen in der Grenzschicht. Der Wechsel des Strömungsverhaltens von laminar zu turbulent und umgekehrt in der Grenzschicht kann nur mit großer Unsicherheit modelliert werden, hat aber großen Einfluss auf die Reibung und damit den Wirkungsgrad. Besonders kritisch ist die Situation beim Verständnis und der Modellierung der reversen Transition, der Relaminarisierung, die sowohl bei Verdichter- als auch bei Turbinenschaufeln auftreten kann.
Deshalb hat sich das Projekt RELAM das Hauptziel gesetzt, Relaminarisierung, aber auch die damit verbundene Transition bei triebwerksrelevanten Strömungszuständen zu untersuchen. Da es kaum experimentelle Daten zur Relaminarisierung bei triebwerksrelevanten Strömungszuständen gibt, sollen zuerst Testfälle für die experimentelle Untersuchung gefunden und ausgelegt werden. Diese sollen mit der innovativen Messmethode der Laser-Vibrometrie, die frequenzaufgelöst die Dichteschwankungen in der Strömung und damit die Turbulenz erfasst, untersucht werden.
Die experimentellen Daten werden dann für die Bestimmung der Stärken und Schwächen bestehender Modelle für das Grenzschichtverhalten in kommerziellen Codes, die in der industriellen Praxis angewandt werden, herangezogen. Basierend auf diese Ergebnisse sollen dann neue Ansätze entwickelt und validiert werden, die die Vorhersage der Relaminarisierung erlauben. Dies soll die Auslegung verbesserter und damit umweltschonenderer Triebwerke in der Zukunft erlauben.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/04/1431/03/17