Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

wurden jeweils einmal über die Vorder- und einmal über die Hinterkante aufgefädelt. Die über
die Vorderkante gefädelten Gitter zeigen die geringsten Abweichungen des Abströmwinkels in
Umfangsrichtung. Die geringsten Abweichungen und Verluste zeigt das Gitter T112WA, allerdings
auf Kosten eines ausgeprägten Hinterkantenwirbels.
In der Literatur finden sich viele Untersuchungen, die eine Beeinflussung des Verlustverhaltens
durch eine Änderung des Meridionalkanals durchführen. In vielen Fällen erfolgt die
Änderung der Naben- bzw. Gehäusekontur allerdings ohne eine Anpassung der Profilform in
Seitenwandnähe. Durch eine Einschnürung der Stromlinien im Bereich des Gitters durch den
Meridionalkanal kommt es im Fall eines vorne belasteten Gitters zu einer Belastungsänderung
im Bereich der Seitenwand nach hinten. Ein dermaßen generiertes, hinten belastetes Gitter
weist geringere Verluste auf und führt dadurch zu einer positiven Bewertung der Seitenwandkonturierung.
Ein Beispiel dieser Vorgehensweise ist z. B. von Dossena et al. 1998 [17] durchgeführt
worden. Es wurde ein Vergleich zwischen einem ebenen Gitter mit gerader Seitenwand
und einem Gitter mit einschnürend wirkender konturierter Seitenwand durchgeführt. Das Gitter
hat mit gerader Seitenwand eine vorn belastete Belastungsverteilung. Windkanalmessungen
mit pneumatischer Meßtechnik und dreidimensionale Reynolds-gemittelte Navier-Stokes-
Rechnungen unter Einsatz des k-ω−Turbulenzmodells ergaben eine wesentliche Leistungsverbesserung
des konturierten hinten belasteten Gitters. Die niedrigere Eintrittsgeschwindigkeit
und eine größere Strömungsbeschleunigung führt zu reduzierten Schaufel- und Seitenwandgrenzschichten.
Dabei kam es sowohl zu einer Reduzierung der Sekundär- als auch der Profilverluste.
Die gleiche Seitenwandkonturierung kann für ein hinten belastetes Profil allerdings
bereits zu einer Überlastung durch eine Strömungsablösung ohne Wiederanlegen, einem starken
Verlustanstieg und dadurch zu einer negativen Beurteilung führen. Eine getrennte Betrachtung
von Schaufelprofil und axialer Meridionalkanalgestaltung erscheint aus diesem Grund
nicht sinnvoll.
Ein sehr vielversprechender Aspekt der passiven Strömungsbeeinflussung stellt die Auslegung
von umfangsunsymmetrischen Seitenwandkonturen dar. Die Anwendung einer solchen Konturierung
erfordert zwar den Einsatz relativ vieler zusätzlicher Freiheitsgrade, ist aber aufgrund
der vielfach gegossenen Schaufelplattformen aus Kostenaspekten durchaus einsetzbar.
Einer der ersten der die Idee aufgegriffen hat, die Sekundärströmungen durch eine umfangsunsymmetrische
Gestaltung der Seitenwände zu beeinflussen, war Bischoff 1983 [8]. Die Idee
von Bischoff war, den Querdruckgradienten zwischen Druck- und Saugseite an der Seitenwand
zu beeinflussen.
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