Das Projekt "Adaptive Netzverfeinerung fuer reaktive und mehrphasige Stroemungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 7 Maschinenbau, Institut für Verbrennung und Gasdynamik durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist die Modellierung reaktiver und Mehrphasenstroemungen, die Formulierung ihrer entsprechenden Erhaltungsgleichungen und die numerische Loesung mittels adaptiver Netzverfeinerungsmethoden auf strukturierten Gittern. Aufbauend auf den bisherigen Entwicklungen von Verfahren mit isotroper und richtungsabhaengiger Adaption sollen beide Adaptionskonzepte zu einem effizienteren, dreidimensionalem Verfahren in objektorientierter Programmumgebung zusammengefuehrt werden. Modellierung und Loesungsverfahren fuer reaktive und Mehrphasenaustauschvorgaenge aus bisherigen Untersuchungen werden in dieses Konzept uebertragen. Die Loesungsmethodik soll durch Berechnungsverfahren fuer Stroemungen bei kleinen Machzahlen, aber grosser Dichtaenderungen infolge chemischer Waermefreisetzung, erweitert werden. Die Entwicklung und Formulierung geeigneter Adaptionskriterien in Form von Fehlerschaetzern ist weiterhin Gegenstand gemeinsamer Entwicklungen innerhalb des DFG- Schwerpunktprogrammes 'Analysis und Numerik von Erhaltungsgleichungen'.
Das Projekt "Verbesserung des Schaufel- und Diffusorwirkungsgrades bei Teillast in Gasturbinen mit großer Leistung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik durchgeführt. Das übergeordnete Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung emissionsarmer und zukunftsfähiger Kraftwerke auf Basis innovativer Turbomaschinen mit dem besonderen Fokus auf hohe Flexibilität und damit einer hohe Effizienz im Teillastbetrieb. Dieses Ziel verfolgend beinhaltet das beantragte Vorhaben die Untersuchung instationärer Strömungen in Abgas-Diffusoren unter realen Turbinenabströmbedingungen. Die grundlegende Physik instationärer Strömungen in Diffusoren wurde bereits in vorangegangenen AG Turbo-Projekten untersucht, ist aber noch nicht vollständig verstanden. Neu ist in diesem Vorhaben die Untersuchung bei realen Betriebsbedingungen (Mach-Zahlen), die ihrerseits erst die Grundlage zur Entwicklung zukünftiger Auslegungsmethoden für Diffusoren, unter Berücksichtigung der Turbine, schafft. Derzeitige Auslegungsmethoden betrachten den Diffusor isoliert von seiner Umgebung. 1. Auslegung und Konstruktion eines Turbinengehäuses mit Fundamentrahmen und Integration in den vorhandenen Prüfstand, Auslegung und Konstruktion der Versuchsdiffusoren. 2. Erweiterung des Luftversorgungssystems zur Erreichung der Zuströmbedingungen. 3. Interne und externe Fertigung der Komponenten, Erweiterung des vorhandenen Prüfstandes (Aeroakustischer Windkanal, AWT), Installation der Messtechnik, Inbetriebnahme. 4. Durchführung der Experimente an den Versuchsdiffusoren. 5. Auswertung und Dokumentation der Ergebnisse.
Das Projekt "Teilverbundvorhaben 4.1.13 Experimentelle und numerische Untersuchung von aerodynamisch-aeroelastisch optimierten Turbinenschaufelprofilen für sehr hohe Machzahlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Standort Göttingen, Institut für Aeroelastik durchgeführt. Um den Marktanforderungen an gestiegener Betriebsflexibilität und damit einhergehender erhöhter Gefahr von selbsterregten Schaufelschwingungen im Schaufeldesign Rechnung zu tragen, ist die Entwicklung von neuen, kombiniert aerodynamisch und aeroelastisch optimierten Schaufelprofilen bei sehr hohen Machzahlen notwendig. Die Verifizierung der hierfür verwendeten Berechnungsprogramme und der damit ermittelten aerodynamischen und aeroelastischen Eigenschaften dieser Schaufelprofile in klar definierten Experimenten ist für die spätere erfolgreiche Verwendung dieser Auslegungsmethodik in einem Produkt unabdingbar. Jedoch liegen experimentelle Daten zur Flatterermittlung für genau diesen hohen Machzahlbereich bisher nicht vor. Der erste Schwerpunkt dieses Projektes liegt daher in der experimentellen Ermittlung von instationären Druckverteilungen auf Gas- und Dampfturbinenschaufeln, die sich durch die Schwingung einer Schaufel oder der gesamten Schaufelreihe einstellen. Für die Ermittlung der bewegungsinduzierten Druckverteilungen wird der Ringgitter-Prüfstand genutzt. Dieser Prüfstand hat sich bereits bei der Vermessung der Standardkonfigurationen für Aeroelastik erfolgreich bewährt Der zweite Schwerpunkt des Projektes liegt in der Gültigkeitsüberprüfung und der Validierung der numerischen linearisierten Verfahren, die als Standard-Auslegungsmethoden verwendet werden. Der Validierungsprozess wird anhand des Vergleiches zwischen experimentellen und numerischen Daten durchgeführt. Dazu und für diese besonderen Strömungszustände ist es unabdingbar, die Abgrenzung von linearen und nichtlinearen Vorgehensweisen zu bestimmen und die Einsatzgrenze der linearisierter Verfahren bei den sehr hohen Machzahlen zu ermitteln.