2023-10-01  –  2027-03-31

407.260,13 EUR

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

03EE5159H

Konventionelle Kraftwerkstechnik - Komponentenentwicklung [EA1312]

01255845/1  –  TurboHyTec - Turbomaschinen für Hydrogen Technologien

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Ziel des AP 3.2 ist es, in einem kombinierten numerisch-experimentellen Ansatz das Schwingungsverhalten von Gasturbinenschaufeln zu untersuchen, welche einer multifrequenten Anregung ausgesetzt und durch Reibungsdämpfer nichtlinear miteinander gekoppelt sind. Notwendig wird dies aufgrund der Verbrennung neuartiger Arbeitsfluide wie Wasserstoff, wo es noch erhebliche Unsicherheiten hinsichtlich der in der Brennkammer generierten Frequenzspektren der Anregung für die stromab liegenden Laufbeschaufelungen gibt, sodass die heute üblicherweise getroffene Annahme monofrequenter, harmonischer Anregungen, oder zumindest dominanter Harmonischer, aufgegeben werden muss. Die für die Erhöhung der Dämpfung unverzichtbaren Reibdämpfer führen zu Nichtlinearitäten, die es verbieten, verschiedene Frequenzanteile linear zu superponieren. Hier sind wesentliche Modellerweiterungen vorhandener Berechnungstools sowie insbesondere auch die experimentelle Validierung an einem realitätsnahen Versuchsträger in Blisk-Bauweise (blade integrated disk) unter Rotation notwendig, mit dem Ziel, durch Simulationen robuste und für ein breites Frequenzspektrum optimierte Reibdämpfer zu definieren und ihre Wirkungsweise auch experimentell nachzuweisen. Ziel des AP 4.6c ist die Inbetriebnahme eines virtuellen Kaskadenprüfstandes und aller dafür notwendigen Verfahren im Strömungslöser TRACE. Dafür werden Referenzdaten und Workflows für den Aufbau der Modelle, die Qualitätssicherung der Simulationsergebnisse und die Auswertung der relevanten Größen erarbeitet. Der virtuelle Kaskadenprüfstand soll zukünftig physische Experimente ergänzen und Einblicke in Bereiche der Strömung liefern, die messtechnische nicht, oder nur unter hohem Aufwand zu untersuchen sind.