Studentische Arbeiten

In modernen Triebwerken liegt die Brennkammeraustrittstemperatur weit über der zulässigen Materialtemperatur der Hochdruckturbine. Aus diesem Grund wird die Hochdruckturbinenbeschaufelung umfassend gekühlt, insbesondere durch Filmkühlung. Für eine möglichst korrekte und effiziente Auslegung des Kühlluftsystems ist eine genaue Vorhersage der Schaufeltemperaturen notwendig. Hierfür werden zunehmend sogenannte Conjugate Heat Transfer Simulationen verwendet. In dieser Arbeit soll die Sensitivität der Conjugate Heat Transfer Simulation auf bestimmte Modellierungsparameter untersucht werden.

Am transsonischen Verdichterprüfstand (TSV2) werden im Rahmen eines Forschungsprojektes die Auswirkungen von inhomogenen Zuströmbedingungen auf das Verdichterverhalten experimentell untersucht. Dazu wird über die Beschaufelung des Vorleitrads eine Eintrittsinhomogenität erzeugt. Neuentwickelte Traversiervorrichtungen und spezielle Messverfahren ermöglichen eine 360°-Vermessung des Strömungsfelds an verschiedenen Axialpositionen.

In dieser Abschlussarbeit soll die bestehende MATLAB-Auswertung erweitert werden, um damit im Anschluss Messdaten zu visualisieren und zu interpretieren.

Modern transonic compressors tend to suffer severe blade vibration such as flutter or non-synchronous vibration, thus comprehensive physical understanding of the aerodynamic and aeroelastic phenomena as well as distinct countermeasures are necessary. The current investigation applies aerodynamic mistuning using different pattern with circumferentially varying stagger angles of the inlet guide vanes. The experimental investigation was carried out at the Transonic Compressor test facility, using a 1.5-stage modern compressor with a BLISK rotor and variable inlet guide vanes. The rig is extensively equipped with instrumentation for aerodynamics and aeromechanics.

Understanding the interaction between the combustion chamber and turbine components in aircraft engines is playing an increasingly important role in complying with ever stricter emissions regulations. In particular, uncertainties and instationarities, which arise among other things from the combustion process, influence the efficiency and service life of the turbine. The rising availability of computational resources enables the usage of scale resolving simulations in context of combustor-turbine interaction and helps to improve the understanding of the fundamental effects at this crucial position in the engine.

Am transsonischen Verdichterprüfstand (TSV2) werden im Rahmen eines Forschungsprojektes die Auswirkungen von inhomogenen Zuströmbedingungen auf das Verdichterverhalten experimentell untersucht. Dazu wird die Eintrittsinhomogenität über ein sogenanntes Ansaughaus erzeugt, welches die Luft vor dem Eintritt in den Verdichter um 90° umlenkt. Neu entwickelte Traversiervorrichtungen an verschiedenen Axialpositionen ermöglichen eine Vermessung des Strömungskanals über den gesamten Umfang. In dieser Masterarbeit sollen die umfangsverteilten Messdaten ausgewertet, visualisiert und interpretiert werden.

Hochaufgelöste Messdaten im Rotorspitzenbereich sind entscheidend zur Validierung von CFD-Simulationen. Die dreidimensionale Trajektorie des Spaltwirbels, die charakteristische Strömungsstruktur in diesem Bereich, ist ein bedeutender Indikator für die Richtigkeit numerischer Modelle. Eine Methode, dieses Strömungsfeld experimentell zu bestimmen, ist PIV – ein nicht-invasives, optisches Messverfahren. Ein gepulster Laser belichtet Tracerpartikel, deren Verfolgung das Geschwindigkeitsfeld bereitstellt.

Wärmeübergang und Filmkühleffektivität sind entscheidend zur Validierung von Kühlgeometrien moderner Hochdruckturbinen. In vorangegangenen Untersuchungen wurden Messungen zur Quantifizierung dieser Größen an der nabenseitigen Endwand des Large Scale Turbine Rigs (LSTR) durchgeführt. Für anstehende Untersuchungen von Kühlgeometrien in der gehäuseseitigen Endwand sind neue thermische Messmethoden zu entwickeln bzw. bestehende Messmethoden zu übertragen. Die Konzeptentwicklung dieses ADPs soll dabei sowohl Messmethoden als auch Analogien zur Übertragung der thermischen Messergebnisse auf reale Hochdruckturbinen beinhalten.