Zum aerodynamischen Verhalten des Transsonikverdichters bei gestörter Zuströmung

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Interaktion einer Zuströmstörung mit einer Verdichterstufe untersucht. Mit Hilfe von Störkörpern wurden Ablösungen stromauf des Verdichters erzeugt. Durch die systematische Variation der Größe der generischen Störkörper können die Erkenntnisse allgemein auf die Interaktion eines transsonischen Verdichterrotors mit einer intensiven, lokal begrenzten Druckstörung der Zuströmung übertragen werden. Durchgeführt wurden die Versuche am transsonischen Verdichterprüfstand des Fachgebiets Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe der Technischen Universität Darmstadt. Die am Gehäuse erzeugte Ablösung beeinflusst die Blattspitzenströmung des Rotors. Im stationären Betrieb, bei ausreichender Höhe des Störkörpers, löst lokal begrenzt die Strömung im Rotor ab, während der gesamte Verdichter weiter stabil arbeitet. Dies wird durch ein Maximum der aerodynamischen Belastung des Rotors beim Austritt aus der Störung verursacht. Mit Hilfe eines auf den Messdaten basierenden Strömungsmodells kann das komplexe Strömungsfeld beschrieben werden. Die Untersuchung transienter Laständerungen, bei denen der Gegendruck bis zum Überschreiten der Stabilitätsgrenze kontinuierlich gesteigert wird, zeigt die Auswirkungen auf das Stabilitätsverhalten. Ein speziell entwickelter Algorithmus wird genutzt, um die Vielzahl an Datensätzen automatisiert zu untersuchen. Dabei identifiziert der Algorithmus Störungen des Druckfelds und ermöglicht stabilitätsrelevante Phänomene über den Umfang zu verfolgen.