Bearbeiter: J. Förste, W. Höppner, L. Recke
Kooperation: J. Anders, BMW Rolls-Royce AeroEngines, Dahlewitz
Förderung: BMBF, ,,HTGT-Turbotech II``
Beschreibung der Forschungsarbeit:
Gegenstand der Projektarbeit ist die analytische Untersuchung der Strömungsinstabilität in Verdichtungssystemen. Ausgangspunkt sind die instationären kompressiblen reibungsbehafteten Bewegungsgleichungen für ein ideales Gas. Ziel ist die Entwicklung von Techniken zur aktiven Kontrolle von transienten Erscheinungen. Die Zusammenarbeit mit BMW Rolls Royce hat eine Erweiterung erfahren, seit wir über unsere Projektstelle verfügen; dies wirkt sich auch thematisch aus. Neben der Untersuchung der Stabilitätsphänomene ,,surge`` (pumpen) und ,,rotating stall`` (rotierende Ablösung) sollen nun u. a. auch die Einflüsse von Spitzenwirbeln studiert werden. Dies läuft mechanisch auf die Wechselwirkung zwischen einem Wirbel und einem Stoß (vortex-shock-interaction) hinaus. Mathematisch hat man es dabei mit der Wirbeltransportgleichung
zu tun; dabei ist 
die Wirbelstärke, 
die Dichte, p
der Druck und u die Strömungsgeschwindigkeit. Dazu kommen geeignete
Rand- und Anfangsbedingungen.
Kürzlich wurde dieses technisch wichtige Problem experimentell untersucht (vgl. [1]). Daneben werden Verfahren studiert, die für die Behandlung axialsymmetrischer Strömungen in Turbomaschinen geeignet sind. Eine besondere Rolle spielen dabei Rotor-Stator-Wechselwirkungen. Damit schafft man sich einen weiteren Zugang zur Behandlung der Kompressorinstabilität unter der Voraussetzung, daß die Strömung von der Winkelvariablen unabhängig ist.
Fortgesetzt wurden die Arbeiten zur numerischen Behandlung des hydraulischen Modells für kompressible Strömungen in Rohren veränderlichen Querschnitts. Dazu wurden mehrere Verfahren implementiert und zu einem Programmsystem zusammengefaßt. Hingearbeitet wird dabei u. a. auf die Berechnung zeitlich periodischer Lösungen. Die Software wurde in C geschrieben und läuft unter UNIX.
Projektliteratur: