Über den Einfluß der Viskosität auf das aerodynamische Dämpfungsverhalten bei schwingenden ebenen Verdichtergitter in transsonischer Strömung

Abstract

Schaufelflattern in Turbomaschinen kann zum sofortigen Schaufelbruch führen und muß daher unter allen Umständen vermieden werden. Vor allem der zunehmende Einfluß von Reibungseffekten in der Strömung auf das Flattern ist noch wenig erforscht. Dieser Einfluß wird in der vorliegenden Arbeit numerisch untersucht. Zunächst wird das Verfahren zur zeitgenauen Lösung der zweidimensionalen Favre-gemittelten Navier-Stokes-Gleichung entwickelt und anhand zweier Testfälle validiert. Mittels einer systematischen Parameterstudie an einem transsonischen Verdichtergitter, dessen Schaufeln Drehschwingungen ausführen, wird dann der Einfluß der Viskosität auf das aerodynamische Dämpfungsverhalten untersucht. Ein wichtiges Ergebnis ist, daß viskose Effekte die aereodynamische Dämpfung signifikant beeinflussen können. Ursache hierfür sind starke Stoß-Grenzschicht-Wechselwirkungen, die kurzzeitig innerhalb einer Schwingungsperiode auftreten. Zudem wird fallweise ein bezüglich der Schwingungsamplitude ausgeprägtes nichtlineares Dämpfungsverhalten beobachtet..