Numerische und experimentelle Untersuchungen der 3D-Grenzschichtströmung in Wandnähe hochumlenkender Tandem-Gitter
Final Report Abstract
1. die Struktur der 3D-Grenzschicht für unterschiedliche Teilungsverhältnisse t/l1 und t/l2 wurde ermittelt. 2. die Spaltströmung zwischen vorderem und hinterem Gitter beeinflusst die Struktur der 3D-Grenzschicht. 3. bei größeren Anströmwinkeln wird die Spaltströmung stärker, da der Druck auf der Druckseite der vorderen Schaufelreihe mit ansteigendem Anströmwinkel größer wird. 4. bei größerem Percent Pitch "schiebt" die Spaltströmung die Grenzschicht auf der Saugseite des hinteren Gitters und verhindert bzw. minimiert die Ausbreitung des energiearmen Fluids der Seitenwandgrenzschicht in Richtung Kanalmitte. 5. die "Index-Rule" wurde angewendet und bestätigt die Plausibilität der Strömungstopologie. 6. bei großem Percent Pitch (PP=90%) hat die Spaltströmung einen größeren Einfluss auf die 3D-Grenzschicht als bei kleinerem Percent Pitch (PP=70%). Folglich wird energiearmes Fluid von der Seitenwandgrenzschicht weniger in Richtung Kanalmitte transportiert als bei kleinerem Percent Pitch. 7. die CFD-Ergebnisse sind in mehr oder weniger guter Übereinstimmung mit den Anstrichbildern und Messergebnissen, die mittels einer Fünflochsonde durchgeführt wurden. Es wurden mehrere Turbulenzmodelle angewendet. Der Unterschied zwischen CFD und Experiment ist größtenteils auf die Schwäche der Turbulenzmodellierung zurück zu führen. 8. das Lei-Kriterium ist für Tandemgitter nicht anwendbar, ggf. für die vordere Schaufelreihe. Es sollte ein neues Kriterium für Tandemgitter entwickelt werden.
Publications
- Numerical Investigation of the Secondary Flows and Losses in a High Turning Tandem Compressor Cascade. In: 8th European Turbomachinery Conference, 2009
Schluer, C. ; Böhle, M. ; Cagna, M.
- Flow Structure of Tandem Cascade in the Region of the Sidewall. In: Proceedings of the ASME 2013 Fluids Engineering Division Summer Meeting, 2013
Frey, T. ; Böhle, M.
- Three-Dimensional Near Wall Flow Phenomena of a Tandem Cascade. In: 10th European Turbomachinery Conference, 2013
Frey, T. ; Böhle, M.
- Numerical and Experimental Investigations of the Three- Dimensional-Flow Structure of Tandem Cascades in the Sidewall Region. In: Journal of Fluids Engineering 136 (2014), S. 071102-1 - 071102-13
Böhle, M. ; Frey, T.
(See online at https://doi.org/10.1115/1.4026880) - Numerische und experimentelle Untersuchungen der 3D-Grenzschichtströmung in Wandnähe hochumlenkender Tandem-Gitter, TU Kaiserslautern, 2014
Frey, T.
