Das Projekt "Generierung pulsierender Prallstrahlen zur Erhöhung der Kühleffektivität im Turbinengehäuse^4.1.4 Dämpfungsbestimmung für gekoppelte Laufschaufeln^4.2.4 Teillastverhalten von Regelventilen in Einströmgehäusen von Kompressorantriebsturbinen^Teilprojekt 3.2.4; Wärmeübergang und Filmkühleffektivität auf dreidimensional konturierter Seitenwand^1.1.8 Detaillierte experimentelle und numerische Untersuchungen der Strömung in einer Radialverdichterstufe mit Rückführung^Projekt 1.1.10 Effiziente, robuste Optimierungsstrategien in hoch dimensionalen Räumen (Antwortflächenverfahren)^3.1.6 Flächenhafte Messung der internen Wärmeübergänge für Kühlsysteme von Turbinenlaufschaufeln unter maschinenähnlichen Betriebsbedingungen^COORETEC-Turbo 2020^Teilverbundprojekt: Verbrennung; Teilvorhaben 2.3.1 Hochtemperaturverbrennungssystem für flexiblen Operationsbereich^Teilvorhaben: Modellierung des thermomechanischen Ermüdungsverhaltens einer thermisch hochbelasteten Gasturbinenschaufel^Teilvorhaben 3.2.1.A: Aerodynamische Interaktion zwischen Brennkammer und Turbine^1.3.5 Probabilistische Untersuchung und Detailoptimierung von Verdichterrotoren für Turbomaschinen (AG TURBO 2020)^1.3.1 Anlagentechnik und Automatisierung von CCS-Strängen^1.1.6b Effiziente Laufschaufelgestaltung mit Gehäusestrukturierung^2.3.2B Modellierung thermoakustischer Rückkoppelungen für Mage Verbrennungskonzepte^2.Verbrennung AP: 2.3.1b Hochtemperaturverbrennungssystem für flexiblen Operationsbereich - HTV flex Op, Vorhaben-Gruppe 4.1.5, Optimierung von linearen Simulationstechniken für die aeroelastische Auslegung gekoppelter Turbinenschaufeln" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Antriebstechnik.Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung effizienter Rechenmethoden auf der Basis der linearisierten Navier-Stokes-Gleichungen. Eine große Herausforderung liegt in der Erhöhung der Abbildungsgenauigkeit durch korrekte Auflösung der Geometrie einschließlich von Deckplatten und Snubbern. Dies ist mit vertretbarem Anwenderaufwand nur unter Verwendung unstrukturierter Gitternetze möglich. Ziele sind also sowohl die Genauigkeitssteigerung als auch eine erheblich Reduktion von Durchlaufzeiten gegenüber aktueller Auslegungsmethoden. Damit erst wird die numerische Abschätzung elastischer Anregungen von Turbinenschaufeln im industriellen Auslegungsprozess in immer kürzeren Designzyklen möglich. Die aero-mechanische Belastung der Turbinenschaufeln insbesondere durch Flattern muss daher immer mehr als Begrenzungsfaktor gesehen werden und bereits beim Entwurf der Schaufeln berücksichtigt werden, insbesondere bei verschiedenen Betriebszuständen. Hauptanforderungen sind neben der Vorhersage-Genauigkeit eine geringe Durchlaufzeit in der Rechnungsvorbereitung/-auswertung sowie geringe Rechenzeiten, um eine Vielzahl von Betriebspunkten im Design-Prozess bewerten zu können. Der Schwerpunkt dieses Projektes liegt in der Entwicklung und Erprobung eines Lösungsalgorithmus für unstrukturierte Gitternetze auf der Basis der linearisierten Navier-Stokes-Gleichungen, um die Durchlaufzeiten bei der Auslegung von Turbinenschaufeln zu reduzieren. Unstrukturierte Gitternetze kommen insbesondere bei der Vernetzung komplexer Schaufelgeometrien (Snubber, Deckbänder, etc.) zum Einsatz. Dadurch entfällt die bei blockstrukturierter Vernetzung manuell vorzunehmende Idealisierung des Rechengebiets. Außerdem erhöht die Berücksichtigung von geometrischen Details die Genauigkeit der Simulation. Lineare Lösungsverfahren ermöglichen extrem kurze Antwortzeiten für die aeroelastische Bewertung von Turbinenschaufeln, wie sie in der industriellen Auslegung erforderlich sind. Diese liegen bei einem linearen Verfahren zur Flatterrechnung um 2 Größenordnungen unter den Rechenzeiten entsprechender nichtlinearer instationärer Simulationen. Die Linearisierung der Navier-Stokes-Gleichungen soll im Rahmen dieses Projektes über einen zeitharmonischen Ansatz realisiert werden. Dabei wird das Strömungsfeld in einen stationären und instationären Teil zerlegt. Der instationäre Teil kann dann unter der Annahme kleiner Amplituden durch eine modale Zerlegung unter Vernachlässigung Terme höherer Ordnung in der Zeit durch ein lineares Gleichungssystem beschrieben werden. Mit diesem Ansatz lässt sich das Verhalten der Schaufel bei Anregung bei einer bestimmten Frequenz untersuchen.