Experimentelle Untersuchungen zu schwingenden Verdichterschaufeln bei periodisch instationärer Zuströmung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Peitsch
• Fachliche Zuordnung: Strömungs- und Kolbenmaschinen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392073380

In diesem Projekt soll ein Beitrag zum physikalischen Verständnis von niederfrequenten Anregungen mit kleinen Amplituden auf die instationäre Schaufelantwort geleistet werden. Die Ursachen für solche Anregungen sind oft nicht vorhersehbar oder nur ungenügend modellierbar, können aber zu Ermüdungsschäden von Verdichterschaufeln führen.Das Fachgebiet für Luftfahrtantriebe der Technischen Universität Berlin betreibt einen Versuchsstand für aeroelastische Untersuchungen. Es handelt sich um eine großskalige Verdichterkaskade mit elf Schaufeln, von denen neun in Schlag und Torsion zwangsbewegt werden können. Der modulare Charakter des Versuchsstandes erlaubt u. a. den optionalen Einbau einer Mechanik zur Erzeugung einer periodisch instationären Zuströmung, welche stromauf des Messgitters installiert werden kann. Auf diese Weise können im Rahmen des Forschungsprojektes verschiedene Anregungsmuster realisiert werden. Die instationäre aerodynamische Schaufelantwort in Ab- und Anwesenheit einer periodisch instationären Zuströmung kann gemessen werden. Somit kann mit dem geplanten Grundlagenexperiment untersucht werden, wie niederfrequente Anregungen mit kleinen Amplituden die Schaufelantwort beeinflussen. Durch die Variation der Parameter und eine detaillierte Untersuchung der Phase zwischen Anregung und Schaufelbewegung wird darüber hinaus geprüft, ob das Antwortproblem mit linearer Theorie beschrieben werden kann.Zur Charakterisierung der periodisch instationären Zuströmung wird Hitzdrahtmesstechnik zum Einsatz kommen. Die instationäre aerodynamische Druckverteilung entlang der Schaufeloberfläche wird mit Hilfe von piezoresistiven Druckaufnehmern gemessen, wohingegen die Schwingungsfrequenz und -amplitude mit Dehnmessstreifen aufgenommen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen