Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

Anschließend simulieren wir die Ausblasung des Kühlluftstroms in Gebieten des verzögerten
bzw. abgelösten Hauptstroms mit variierten Anstellwinkeln α und Ausblaseraten M mit
FINE/TURBO V3.0.
Die Ergebnisse dieser Berechnungen decken eine Reihe von Problemen auf, die sich sowohl
aus dem Verständnis der Strömungsvorgänge bei der Ausblasung in Gebiete mit verzögerter
Hauptströmung und Strömungsablösung und der sich hieraus ableitenden Auswahl der
Turbulenzmodelle, den noch nicht genügenden Modellvariationen sowie Schwierigkeiten bei
der Beherrschung des numerischen Strömungslösers ergeben. Einen großen Einfluß auf die
Qualität der berechneten Ergebnisse hat die Art und Ausführung der Diskretisierung des
physikalischen Rechenraums und der sich hieraus ableitenden Güte des Rechennetzes.
Der numerische Strömungslöser FINE/TURBO wird auch in Zukunft am Lehrstuhl
Verbrennungskraftmaschinen & Flugantriebe an der Brandenburgischen Technischen
Universität eingesetzt werden, jedoch in einer verbesserten Version. Die O2 Workstation
bietet sich aufgrund ihrer schwachen performance nicht für weitere numerische Simulationen
auf dem in der vorliegenden Arbeit behandelten komplexen Forschungsgebiet an. Sie wird
durch einen leistungsfähigeren Mikrorechner ersetzt werden.
Die numerische Simulation gewinnt neben der experimentellen Arbeit weiter an Bedeutung.
Mit ihr ist es möglich, Modelle für experimentelle Untersuchungen zu dimensionieren bzw.
später die berechneten Ergebnisse mit den Meßergebnisse zu verifizieren.
Die ersten Berechnungen an Platten zur Untersuchung der Filmkühlung in Gebieten mit
verzögerter Hauptströmung und Strömungsablösung bestätigen die prinzipielle Eignung des
gewählten Modells und zeigen mögliche Schwachstellen auf.
Für das Forschungsthema „Filmkühlung in Gebieten mit verzögerter Hauptströmung und
Strömungsablösung“ von Dückershoff [14] ergibt sich nach der Auswertung der numerischen
Ergebnisse aus Kapitel 3.3.2 sowie nach Boehme [10] nicht nur die Anforderung des näheren
Verstehens der Mischprozesse von Hauptstrom und Kühlluftstrom, sondern auch der aktiven
Beeinflussung der wandnahen Strömungsvorgänge, um z.B. die bereits im Pumpen- und
Verdichterbau eingesetzte Ausblasung in verzögerte Gebiete zur Stabilisierung der
Wandgrenzschicht und zur Vorbeugung von Ablösungen auf die Bedingungen der Turbine zu
übertragen.
Das Ergebnis dieser Untersuchungen wäre die weitere Verbesserung des aerodynamischen
Stufenwirkungsgrades der Turbine bei gleichzeitig sichergestellter effektiver Filmkühlung der
Turbinenschaufeln für höhere Turbineneintrittstemperaturen.
Der Gesamtwirkungsgrad von Flugtriebwerken ließe sich auf diesem Wege bedeutend
erhöhen.
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