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On the Simulation of unsteady Turbulence and Transition Effects in a Multistage Low Pressure Turbine, Part II: Full-Wheel Simulation

Geiser, Georg und Wellner, Jens und Kügeler, Edmund und Weber, Anton und Moors, Anselm (2018) On the Simulation of unsteady Turbulence and Transition Effects in a Multistage Low Pressure Turbine, Part II: Full-Wheel Simulation. In: Proceedings of the ASME Turbo Expo. ASME 2018 Turbo Expo, 2018-06-11 - 2018-06-15, Oslo, Norwegen. doi: 10.1115/GT2018-76764.

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Kurzfassung

This is the second part of a series of three papers on the simulation of turbulence and transition effects in a multistage low pressure turbine. In this second part, the investigated two-stage low pressure turbine is described and results of a nonlinear full-wheel time-domain simulation are presented, analyzed and compared with the available experimental data. Furthermore, recent improvements to the CFD solver TRACE are described in brief that lead to significantly reduced wall-clock times for such large scale simulations. The utilized models match those used in the Harmonic Balance (HB) based simulations that are presented in the third paper of this series, such that the full-wheel result can be utilized to validate the HB result. Transition, flow separation and wall pressure fluctuations on the stator blades of the second stage are analyzed in detail. A strong azimuthal Pi-periodicity is observed, manifesting in a significantly varying stability of the midspan trailing edge flow with a quasi-steady closed separation bubble on certain blades and highly dynamic partially open separation bubbles with recurring transition and turbulent reattachment on other blades. The energy spectrum of fluctuating wall quantities in that regime shows a high bandwidth and considerable disharmonic content, which is challenging for the HB based simulations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/126181/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:HGF - Research field: Aeronautics, Space and Transport HGF - Program: Aeronautics HGF - Program Themes: propulsion systems DLR - Program: L ER - Engine Research
Titel:On the Simulation of unsteady Turbulence and Transition Effects in a Multistage Low Pressure Turbine, Part II: Full-Wheel Simulation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Geiser, GeorgGeorg.Geiser (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0989-9676NICHT SPEZIFIZIERT
Wellner, JensJens.Wellner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0606-9415NICHT SPEZIFIZIERT
Kügeler, EdmundEdmund.Kuegeler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9719-626XNICHT SPEZIFIZIERT
Weber, AntonAnton.Weber (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moors, AnselmMTUNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Juni 2018
Erschienen in:Proceedings of the ASME Turbo Expo
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1115/GT2018-76764
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CFD, Turbulence, Transition, Low Pressure Turbine
Veranstaltungstitel:ASME 2018 Turbo Expo
Veranstaltungsort:Oslo, Norwegen
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:11 Juni 2018
Veranstaltungsende:15 Juni 2018
Veranstalter :ASME IGTI
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Engine Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk und Validierungsmethoden (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik
Institut für Antriebstechnik > Numerische Methoden
Hinterlegt von: Wellner, Jens
Hinterlegt am:28 Jan 2019 07:20
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:30

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