In der Masterarbeit wird die Entwicklung einer optimierten Fillet- und Endwandkontur zur Reduzierung der Totaldruckverluste und Homogenisierung der Abströmung eines ebenen hochbelasteten Verdichtergitters geringer Streckung dargestellt.
Dazu wird, ausgehend von einem NACA-65 K48 Schaufelprofil ohne Fillet mit unkonturierter Endwand, in einem näherungsweise ebenen Verdichtergitter zunächst nur eine Filletkontur entwickelt. Zur Beschleunigung des Auslegungsprozesses wird der automatisierte Optimierer AutoOpti eingesetzt und die Strömungssimulation wird mit dem RANS-Strömungslöser TRACE durchgeführt. Die optimierte Filletkontur weist an der Vorderkante ein schmales, entlang der Druck- und Saugseite anwachsendes Fillet auf, welches an der Hinterkante sehr hoch, breit und dick ist. Dadurch werden die Verluste geringfügig reduziert und es wird eine homogenere Abströmung bis zu einer radialen Kanalhöhe von 20% erreicht.
Anschließend wird eine Optimierung der Endwand und des Fillets (mit reduzierter Parameterzahl) umgesetzt. Die entstandene Vertiefung im Zuströmbereich bedingt die Bildung eines Wirbels, der durch eine Furche stromab entlang der Schaufelsaugseite geführt wird. Dieser Wirbel hält die Querströmung und den Kanalwirbel von der Saugseite fern, wodurch die Eckenablösung im hinteren Bereich der Saugseite signifikant reduziert wird. Im Abströmbereich entsteht eine orthogonal zur Hauptströmungsrichtung wellenförmige Kontur, die die Abströmung im wandnahen Bereich homogenisiert.
Insgesamt lässt sich durch die Kontur eine erhebliche Verlustreduktion (bis zu 18,3%) und eine deutliche Homogenisierung der Abströmung erreichen.