Experimentelle Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Längswirbeln und Verdichtungsstößen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Schröder
• Fachliche Zuordnung: Strömungs- und Kolbenmaschinen
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5098602

Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, die physikalischen Zusammenhänge bei der Wechselwirkung zwischen einem Längswirbel und einem Verdichtungsstoß, bei der es zu einem Aufplatzen des Wirbels kommen kann, zu untersuchen. Eine derartige Wechselwirkung kann in transsonischen Verdichtern auftreten und zum Pumpen des Verdichters führen. Maßnahmen zur Vermeidung dieses Phänomens bedürfen eine grundlegenden Verständnisses der Stoß-Wirbel-Interaktion und der zugrundeliegenden physikalischen Mechanismen. Um mit Hilfe von experimentellen Untersuchungen einen Beitrag zur Klärung der Wechselwirkung zwischen Wirbel und Verdichtungsstoß zu leisten, soll in den Überschallwindkanälen des Aerodynamischen Institutes im Rahmen einer Parameterstudie der Einfluß von Anströmmachzahl, Stoßstärke und Drallverhältnis (Verhältnis von Umfangs- zu Axialgeschwindigkeit des Wirbels) auf den Aufplatzvorgang mit Hilfe optischer Beobachtungsmethoden (Schlieren- und Farbschlierenverfahren) untersucht werden. Für ausgewählte Konfigurationen soll ausgehend von den Ergebnissen der Parameterstudie das Geschwindigkeits- und Dichtefeld vor und hinter dem Stoß mittels quantitativer optischer Messverfahren und Mach-Zehnder-Interferometrie vermessen und die instationären Vorgänge des aufgeplatzten Wirbels liefern. Die gemessenen Daten sollen darüberhinaus zur Validierung von numerischen Simulationen der Wechselwirkungen dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr.-Ing. Wolfgang Althaus; Professor Dr. Egon Krause; Dr. Wolfram Limberg