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Efficient forced response analysis for asymmetric vane spacing

Geihe, Benedict und Frey, Christian und Ashcroft, Graham (2022) Efficient forced response analysis for asymmetric vane spacing. In: ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022. ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022, 13.-17- June, 2022, Rotterdam, The Netherlands. doi: 10.1115/GT2022-82983. ISBN 978-079188612-0. (im Druck)

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Kurzfassung

In the context of forced response analysis, we present a com- putationally efficient method to capture the effect of inflow distor- tions caused by intentional variation of cyclic vane spacing. Ap- plying such configurations is a typical mitigation strategy when unforeseen critical blade vibrations occur due to synchronous excitation by wakes of an upstream row. Altering the circum- ferential distance in a section-wise pattern effectively distributes the fluctuations among several engine order frequencies, thereby reducing their amplitudes. The rotationally asymmetric configu- rations initially call for multi-passage simulations. We show that the circumferential spectrum can be well approximated using single passage results only, without significant additional costs. Our approach is based on an analytically computed Fourier transform of a synthesis functional. For validation, we consider a turbine test case with transonic and subsonic operating points. We determine the reduction in amplitude of dominant inflow modes for an explicitly constructed instance with asymmetric vane spacing and compare our analytical predictions to full-wheel simulations. Furthermore we assess the impact on aerodynamic excitation of downstream rotor blades using both a frequency and a time domain solver.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192128/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Efficient forced response analysis for asymmetric vane spacing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Geihe, BenedictNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-9519-6872NICHT SPEZIFIZIERT
Frey, Christianchristian.frey (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0496-9225NICHT SPEZIFIZIERT
Ashcroft, Grahamgraham.ashcroft (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2022
Erschienen in:ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1115/GT2022-82983
ISBN:978-079188612-0
Status:im Druck
Stichwörter:Computational fluid dynamics (CFD), forced response, asymmetric vane spacing
Veranstaltungstitel:ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022
Veranstaltungsort:Rotterdam, The Netherlands
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:13.-17- June, 2022
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Numerische Methoden
Hinterlegt von: Frey, Christian
Hinterlegt am:12 Dez 2022 09:39
Letzte Änderung:10 Aug 2023 08:06

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