Instationäre Aerodynamik in Turbomaschinen
Die Strömung in Turbomaschinen ist durch viele instationäre Effekte gekennzeichnet, insbesondere bei der Umströmung der Beschaufelung. Die Nachläufe jeder Schaufelreihe treffen weiter stromab auf die nachfolgenden Schaufelreihen. Dies beeinflusst sowohl die aerodynamische Güte und das Schwingungsverhalten als auch die Schallabstrahlung in den einzelnen Triebwerkskomponenten. Durch zeitaufgelöste Messungen von Geschwindigkeiten und Wanddrücken erhalten wir ein klareres Bild der instationären Wechselwirkungen.
In der Abteilung Triebwerksakustik des DLR-Instituts für Antriebstechnik wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt, deren Ergebnisse eine wertvolle Datenbasis für die Entwicklung akustischer Prognosewerkzeuge darstellen. Damit ist es möglich, bereits im Entwurfsstadium neuer Triebwerkskonzepte die Schallabstrahlung vorherzusagen. Mit diesen Informationen kann die erfolgreiche Auslegung neuer Verdichterkonzepte bestätigt und die numerische Strömungssimulation validiert werden.
Dazu haben wir die instationären Strömungsfelder moderner Fan-Modul-Konzepte detailliert vermessen. Der Fan ist die erste von außen sichtbare Verdichterstufe und ein wesentliches Element der Schuberzeugung in Flugtriebwerken.
In nationalen und internationalen Projekten wurden sowohl Messungen an konventionellen Ventilatoranordnungen als auch an Anordnungen mit zwei gegenläufigen Ventilatorläufern durchgeführt. Neben instationären Strömungsfeldern moderner Ventilatorkonzepte wurden umfangreiche aerodynamische und akustische Messungen unter dem Einfluss von Einlaufstörungen durchgeführt. Instationäre Strömungsphänomene sind für die Schallentstehung verantwortlich. Aus diesen Messdaten können die lokalen zeitaufgelösten Turbulenzgrößen bestimmt werden.