Riblets für Verdichterschaufeln - Modellierung des Verlustverhaltens anisotroper Oberflächenstrukturen in Turbomaschinenströmungen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Jörg Seume
• Subject Area: Fluid Mechanics ; Hydraulic and Turbo Engines and Piston Engines
• Term: from 2012 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 201692373

Aufgrund der Anisotropie von Oberflächenstrukturen wie Fräszeilen oder Riblets ist es für numerische Strömungsberechnungsverfahren erforderlich, nicht nur die skalare Rauheit für die Bestimmung der Wandreibungsverluste zu berücksichtigen, sondern auch die Orientierung des Strömungsvektors rela-tiv zur gerichteten Oberflächenstruktur. Berechnungsverfahren wie die Large-Eddy-Simulation (LES) oder die direkte numerische Simulation (DNS), mit denen die Oberflächenstrukturen räumlich diskreti-siert werden, sind sehr zeit- und ressourcenintensiv und deshalb in den Auslegungsprozess eines Profils zurzeit praktisch nicht zu integrieren.Gegenstand des geplanten Forschungsvorhabens ist deshalb, den Einfluss von Riblets auf den Rei-bungswiderstand in Wandfunktionen und in die Low-Reynolds Modellierung des k-ω-Modells zu im-plementieren, ohne die Struktur räumlich zu diskretisieren. Die Modifikation des zwei- Gleichungs-Turbulenzmodells soll exemplarisch im Turbomaschinen-Strömungssimulations- Code TRACE des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt so erfolgen, dass die Abhängigkeit des Strömungswi-derstandes (Widerstandsminderung oder Steigerung) von der gerichteten Oberflächenstruktur für künftige Auslegungsrechnungen berücksichtigt werden kann.

• DFG Programme: Research Grants (Transfer Project)
• Participating Institution: MTU Aero Engines GmbH