Beitrag in einem Tagungsband
Experimentelle Untersuchung instationärer Sekundärströmung im Axialverdichtergitter



Details zur Publikation
Autor(inn)en:
Hermle, G.; Lawerenz, M.
Herausgeber:
Deutsche Gesellschafft für Luft- und Raumfahrt
Publikationsjahr:
2013
Seitenbereich:
TBD
Buchtitel:
Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013

Zusammenfassung, Abstract
In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen am Ringgitterwindkanal der Universität Kassel vorgestellt. Ziel der Arbeit ist die Analyse instationärer Sekundärströmung im Axialverdichtergitter. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Phänomen der rotierenden Instabilität (RI). Hierbei handelt es sich um ein aerodynamischesPhänomen im belasteten Verdichtergitter, welches sich als periodisch schwankendes Druckfeld darstellt und sich in Umfangsrichtung durch das Gitter bewegt. Da sich die charakteristischen Frequenzen der RI bisher nicht exakt vorhersagen llassen, besteht durch das Phänomen potentiell die Gefahr, dass Schaufelschwingungen angeregt werden können. Im Rahmen der experimentellen Untersuchung wurden die Umfangsmoden der Wanddruckschwankungen im Bereich des Radialspalts vermessen. Die Erfassung der instationären Drücke erfolgte mit piezoresistiven Druckaufnehmern an zehn Positionen über dem Umfang auf Höhe der Gittervorderkante. Zur modalen Analyse der Druckschwankungen behält ein Sensor seine Position und dient als Referenz, während drei weitere Sensoren etappenweise über den Umfang verteiltwerden. Mit Hilfe der Kreuzspektraldichtefunktion wird aus den Messdaten für jede Umfangsposition der Phasenwinkel unddie Kohärenz bezüglich des Referenzsensors gebildet. Variationen von Machzahl und Inzidenzwinkel liefern Hinweise zum Einfluss der Zuströmung auf das Auftreten der RI im Ringgitter. Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, dass ab einer Inzidenzvon 12,3° von einer ausgebildeten RI ausgegangen werden kann. Die Kohärenzspektren zeigen deutlich vier charakteristischen Frequenzen der RI. Über die Kreuzspektraldichtefunktion wurde der Phasenwinkel jeder Umfangsposition bezüglichdes Referenzsensors gebildet. Die Ergebnisse lassen erkennen, dass diesen Frequenzen jeweils unterschiedliche Umfangsmoden zugeordnet werden können. Zur Untersuchung des zeitlichen Verlaufs der RI wird die Wavelet-Analyse eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen deutlich das Auftreten der Amplitudenpeaks der charakteristischen RI-Frequenzen, die jedoch nicht kontinuierlich in den Drucksignalen zu finden sind.


Schlagwörter
Axialverdichter, Rotierende Instabilität, Sekundärströmung


Autor(inn)en / Herausgeber(innen)

Zuletzt aktualisiert 2019-25-07 um 12:03