2020-08-01  –  2025-06-30

248.575,00 EUR

Leibniz Universität Hannover - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik, Garbsen, Niedersachsen

03EE5041C

Konventionelle Kraftwerkstechnik - Komponentenentwicklung [EA1312]

01213211/1  –  InnoTurbinE - Innovative Turbomaschinen für nachhaltige Energiesysteme

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Übergeordnete Ziele der in dem Verbundvorhaben 'Innovative Turbomaschinen für nachhaltige Energiesysteme' (InnoTurbinE) zusammengefassten Arbeitspakete an der Leibniz Universität Hannover sind es, in AP 2.2c das Auftreten so genannter Multiresonanzen und Multigrenzzykel qualitativ und quantitativ zu beschreiben und in AP 3.2c die Turbulenzverteilung in Verdichternzu charakterisieren. Multiresonanzen und Multigrenzzykel wurden bei Schwingungsmessungen an realen Triebwerken nachgewiesen und können bislang weder numerisch richtig abgebildet noch experimentell validiert werden. Das AP 2.2c soll die folgenden Fragen beantworten: 1. Welche Mechanismen führen zu Multiresonanzen und Multigrenzzykeln? 2. Wie lassen sich bisherige Modellierungsansätze zu Multiresonanzen experimentell validieren? 3. Welche experimentell einstellbaren Parameter beeinflussen innere Resonanzen und wie ist ihr Einfluss zu quantifizieren? Zu diesem Zweck sollen mittels Shakertests an Balkenstrukturen vorhandene Berechnungsmethodiken erweitert und angepasst werden. Bisherige Turbulenzmodelle für Axialverdichter haben insbesondere nahe der Kennfeldgrenzen erhebliche Modellierungsdefizite. Dadurch entstehen Unsicherheiten im Auslegungsprozess, was die Effizienz von Turbomaschinen im transienten Betrieb und bei Teillast reduziert. Zur Verbesserung der Modelle sollen mittels Grobstruktursimulationen und experimentellen Versuchen in AP 3.2c die folgenden Fragenstellungen beantwortet werden: 1. Wie verteilen sich der Turbulenzgrad und das turbulente Längenmaß innerhalb einer Verdichterkaskade? 2. Welchen Einfluss hat der Eintrittsturbulenzgrad auf die Turbulenzverteilung und das aerodynamische Verhalten einer Verdichterkaskade in nicht-Auslegungspunkten? 3. Können verfügbare Turbulenzmodelle diesen Einfluss wiedergeben? 4. Welche Defizite haben Turbulenzmodelle für die Mittenschnittsströmung einer Verdichterkaskade? Beide Vorhaben tragen damit zu einer umweltfreundlichen Luftfahrt bei.