Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

7. Versuchsaufbau, Meßwerterfassung und Auswertungsmethoden
7.1 Hochgeschwindigkeits-Gitterwindkanal
Der Hochgeschwindigkeits-Gitterwindkanal des Instituts für Strahlantriebe an der Universität
der Bundeswehr München (siehe Abb. 7.1) ist einer der wenigen Windkanäle, die eine entkoppelte
Einstellung der beiden wichtigen Strömungskenngrößen Mach-Zahl (Einfluß der Kompressibilität)
und Reynolds-Zahl (Einfluß der Viskosität) zulassen.
Die wesentlichen Komponenten des Hochgeschwindigkeits-Gitterwindkanals sind:
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- Druckluftversorgung (Axialverdichter mit drosselabhängiger Nebenablaßeinrichtung und
drehzahlsteuerbarer Antriebsanlage)
- Beruhigungsstrecke (Diffusor, Kühler, Vorkammer und Düse)
- Meßstrecke (Turbulenzsieb, Zuströmkanal und Schaufelgitter)
- Druckkammer
An der kontinuierlich arbeitenden Anlage mit offener Meßstrecke lassen sich dadurch an groß
skalierten Schaufelgittern als Versuchsträger ähnliche Verhältnisse wie in realen Turbomaschinen
erzeugen. Der Einbau der Versuchsanlage in eine evakuierbare Tonne erlaubt dabei auch
Betriebspunkte sehr kleiner Reynolds-Zahlen, wie sie bei Reiseflughöhe auftreten.
Der außerhalb des Kanals befindliche regelbare Drehstrommotor mit einer Maximalleistung
von 1300 kW treibt über eine Turbokupplung den in der Druckkammer befindlichen sechsstufigen
Axialverdichter an. Die in das geschlossene System eingebrachte Energie wird durch
eine umfangreiche Kühlanlage in der Vorkammer zur Gewährleistung konstanter Temperatur
abgeführt.
Der Einbau verschiedener Siebe am Ende der Beruhigungskammer (siehe Abb. 7.2) erlaubt die
Erzeugung verschiedener Hintergrundturbulenzgrade am Schaufelgittereintritt. Mit der Möglichkeit
einer feinen Meßauflösung durch die große Skalierung der Versuchsträger, verbunden
mit der gewährleisteten Übertragbarkeit der Ergebnisse, kann die hier angedachte Validierungsaufgabe
mit der Versuchsanlage durchgeführt werden. Für eine genauere Beschreibung
des Windkanals sei auf Scholz et al 1959 und Sturm et al. 1985 verwiesen.