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Aeroelastik der Turbomaschinen



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Im Bereich der Triebwerke steht die Erhöhung von Leistungsdichten und Wirkungsgraden im Vordergrund. Dies ist bei Verdichtern und Turbinen vor allem über die Erhöhung der Druckverhältnisse bei gleichzeitiger Verringerung der Stufenzahl möglich. Bei Turbinen ist zusätzlich noch die Erhöhung der Eintrittstemperatur der Hochdruckturbine angestrebt. Insgesamt führen diese Maßnahmen zu einer gesteigerten Komplexität der Strömung. Damit sind komplexere instationäre Methoden für Flatter- und Forced Response-Analysen nötig. Die aeroelastisch optimale Auslegung zur Vermeidung von Schaufelschäden auch bei neuer Blisk-Bauweise macht einen kombiniert experimentell/numerischen Ansatz nötig. Nur so ist eine Erhöhung der Vorhersagegenauigkeit der aerodynamischen Dämpfung möglich.

Das Institut widmet sich diesen Herausforderungen im Rahmen der Aeroelastik von Turbomaschinen den Bereichen:

Strukturdynamik

  • Mistuning
  • Große und nichtlineare Verformungen
  • Kopplung Triebwerk - Flugzelle

Instationäre Aerodynamik

  • Validation von linearTRACE

Aeroelastische Stabilität / Flattern

  • Überprüfung des Flatterverhaltens der Beschaufelung
  • Zuverlässigkeit der numerischen Verfahren
  • Schnellere Verfahren zur Verwendung in Optimierungsprozessen

Forced Response

  • Überprüfung der Schwingungsantwort in Resonanz
  • Auswirkungen von Verschleiß und Schäden auf die Betriebssicherheit von Turbinen

Kontakt
Dr.-Ing. Joachim Belz
Gruppenleiter Aeroelastik der Turbomaschinen

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Aeroelastik

Göttingen

Tel.: +49 551 709-2897

Fax: +49 551 709-2862

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