Aerodynamische Optimierung und thermische Analyse einer Hochdruckturbine unter Verwendung einer realistischen Brennkammerabströmung

Abstract

Für die Auslegung der Komponente Hochdruckturbine einer Gasturbine sind die Steigerung der aerodynamischen Effizienz zur Senkung des Treibstoffbedarfs und die Verlängerung der Lebensdauer zur Ausdehnung von Wartungsintervallen besonders wichtig. Zur Steigerung der bereits auf einem hohen Niveau liegenden aerodynamischen Effizienz verspricht die Berücksichtigung der Interaktion zwischen Brennkammer und Hochdruckturbine ein hohes Potential aufgrund der stark variierenden Strömungsgrößen über Umfang und Radius. Durch Optimierungen mit verschiedenen Abstraktionsstufen der Brennkammerabströmung) wurde herausgearbeitet, dass die Verwendung ausschließlich radial variierender, umfangsgemittelter Strömungsgrößen bei der Optimierung ausreichend ist und somit Ressourcen eingespart werden können. Für die detaillierte aerothermodynamische Betrachtung der Hochdruckturbine sind hingegen die komplexeren, über Radius und Umfang variablen, Strömungsgrößen sowie instationäre Simulationen notwendig.