Validierung des Strömungsberechnungsprogramms "TRACE-U" für eine Hochdruckturbinenstufe

Kurzfassung

Als Validierungsfall für das Strömungsberechnungsprogramm "TRACE-U" aus dem Institut für Antriebstechnik des DLR Köln ist die zeitabhängige Strömung im Mittenschnitt einer transsonischen Hochdruckturbinenstufe berechnet worden. Zur Validierung sind zeitgemittelte Machzahlprofile um Stator und Rotor, Druckfluktuationen auf der Rotorschaufel, zeitabhängige qualitative Wandschubspannungsverläufe auf der Rotorschaufel und instationäre Geschwindigkeitsanteile in der Rotorpassage im Vergleich zwischen Experiment und numerischer Simulation dargestellt. Die Machzahlprofile um Stator und Rotor, die Druckfluktuationen auf der Rotorschaufel und die instationären Geschwindigkeitsanteile in der Rotorpassage zeigen gute Übereinstimmungen von Experiment und Simulation. Abweichungen werden im zeitabhängigen qualitativen Wandschubspannungsverlauf beobachtet und auf die verwendete Turbulenz- und Transitionsmodellierung zurückgeführt. Ohne direkten Vergleich zu experimentellen Daten werden zeitabhängige Strömungsphänomene in den Schaufelnachläufen beschrieben und diskutiert.