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Hitzdrahtanemometrie



 

Im Rahmen des EU-Forschungsvorhabens VITAL wurden die instationären Strömungsfelder von modernen Fan Modul Konzepten detailliert vom DLR vermessen. Der Bläser (engl. „Fan“), also die von außen sichtbare erste Kompressorstufe, ist ein wesentliches Element der Schuberzeugung von Luftfahrttriebwerken. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern wurde der „Counter Rotating Turbo Fan“ (CRTF), also eine Konfiguration mit zwei gegenläufige Fan-Rotoren, untersucht. Weitere Messungen sind auch an konventionellen Fan-Anordnungen, wie dem „Direct Driven Turbo Fan“ (DDTF) durchgeführt worden.

Mit der vom DLR entwickelten Hitzdrahtmesstechnik lassen sich instationäre Strömungsstrukturen, wie zum Beispiel der Nachlauf jeder einzelnen Rotorschaufel, an schnell rotierenden Verdichtern detailliert erfassen und analysieren. Neben den mittleren Strömungsvektoren werden auch Schwankungsgrößen erfasst, die eine Berechnung der lokalen Turbulenzverteilung ermöglichen. Die periodischen Geschwindigkeitsänderungen und die Charakteristik der Strömungsturbulenz hat eine unmittelbare Auswirkung auf die Effizienz und die Lärmerzeugung eines Triebwerks.

Mit diesen Informationen wird die erfolgreiche Auslegung der neuen Verdichterkonzepte bestätigt und kann die numerische Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics, CFD) validiert werden. Die Ergebnisse stellen eine wertvolle Datenbasis für die Entwicklung der akustischen Prognose-Werkzeuge (Computational Aeroacoustics, CAA) dar. So wird künftig bereits im Entwurfsstadium von neuen Triebwerks-Konzepten eine Vorhersage der Schallabstrahlung ermöglicht.

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Hitzdrahtmessung hinter einer Rotorstufe.

 


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