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Numerische Flatteranalyse von transsonischen Verdichterprofilen mittels Frequenzbereichsverfahren

Thomas, Johannes (2019) Numerische Flatteranalyse von transsonischen Verdichterprofilen mittels Frequenzbereichsverfahren. Master's. DLR-Interner Bericht. DLR-IB-AE-GO-2019-5, 168 S.

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Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der numerischen Flatteranalyse von Verdichtern, die hier mit der Energiemethode durchgeführt wird. Die instationäre Aerodynamik aufgrund von Eigenschwingungen wird mit Frequenzbereichsverfahren untersucht. Für die Turbulenzmodellierung sind unterschiedliche Methoden implementiert: im einfachsten Fall wird die Wirbelviskosität als konstant angenommen. Zudem kann das Turbulenzmodell mit dem Verfahren der harmonischen Balance linearisiert bzw. durch Höherharmonische mit nichtlinearen Ansätzen aufgelöst werden. Wandfunktion- und Low-Reynolds-Ansätze zur Beschreibung der wandnahen Strömung werden zunächst mit den Verfahren konstanter und linearisierter Wirbelviskosität verglichen. Ein dynamisches Verhalten dieser zeigt sich subsonisch und transsonisch nur bei Low-Reynolds-Rechnungen mit Linearisierung der Turbulenz. Nachfolgend werden drei Verfahren der harmonischen Balance mit wandaufgelösten Low-Reynolds-Ansätzen verglichen. Das Verfahren mit der Adaption des stationären Mittelwerts und Linearisierung der Strömung zeigt bei einem subsonischen Fall eine gute Übereinstimmung mit der nichtlinearen Referenz. Transsonisch kommt es zu Phasensprüngen des instationären Druckes an Stellen, an denen Verdichtungsstöße auftreten. Diese Sprünge werden von linearisierten Methoden bei einigen Phasendifferenzwinkeln diametral abweichend berechnet. Zuletzt werden die Verfahren der harmonischen Balance mit dem auskonvergierten Netz mit Ergebnissen fur ein unteraufgelöstes Netz gegenübergestellt. Die Ergebnisse für ein unteraufgelöstes Netz sind zueinander identisch, wenn die stationäre Lösung bei der instationären Rechnung adaptiert wird. Unterschiede zur Referenzrechnung sind dabei vor allem für den subsonischen Fall ausgeprägt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/130399/
Document Type:Monograph (DLR-Interner Bericht, Master's)
Title:Numerische Flatteranalyse von transsonischen Verdichterprofilen mittels Frequenzbereichsverfahren
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Thomas, Johannesjohannes.thomas (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:2019
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:168
Status:Published
Keywords:aeroelasticity, turbomachinery, flutter, harmonic balance, nonlinear
Institution:TU Dortmund
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:fixed-wing aircraft
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AR - Aircraft Research
DLR - Research theme (Project):L - Flight Physics
Location: Göttingen
Institutes and Institutions:Institute of Aeroelasticity > Aeroelastic Experiments
Deposited By: Schuff, Matthias
Deposited On:06 Jan 2020 16:06
Last Modified:06 Jan 2020 16:06

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