"Riblets für Verdichterschaufeln - Entwicklung von Fertigungsverfahren, Charakterisierung der Oberflächen und experimentelle Bewertung der Verlustminderung" - Teilprojekt "Vermessung der erzeugten Oberflächen im Ölkanal"

• Applicant: Dr.-Ing. Robert Meyer
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2004 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5432374

Die Fertigung hydraulisch glatter Oberflächen ist aufgrund sehr dünner Grenzschichten besonders in höheren Stufen mehrstufiger Verdichter eine sehr aufwändige Maßnahme. Teilweise ist dies durch die sehr dünnen viskosen Unterschichten in den höheren Verdichterstufen nicht mehr zu bewerkstelligen. Aus diesem Grund ist es interessant, die fertigungsbedingten Rauhigkeiten so zu gestalten, dass sie keinen parasitären Widerstand erzeugen oder im günstigsten Fall sogar den turbulenten Wandreibungswiderstand vermindern. Dies ist der Fall, wenn die fertigungsbedingten Rauhigkeiten feine, in Strömungsrichtung parallel ausgerichtete Rillen aufweisen. Es ist bekannt, dass mikroskopisch kleine Rillen (im Englischen Riblets genannt), eine geeignete Dimensionierung vorausgesetzt, die turbulente Wandreibung nennenswert vermindern. Die Riblets reduzieren die laterale Schwankungsbewegung in der viskosen Unterschicht der turbulenten Grenzschicht und damit auch die turbulente Wandreibung. Verschiedene Untersuchungen mit Riblets auf Verdichterprofilen haben zu Verminderung der Totaldruckverlustbeiwerte in der Größenordnung von bis 10% geführt. Mit dem beantragtem Vorhaben sollen die Grundlagen geschaffen werden, um Fertigungsverfahren, die Riblet-ähnliche Rauhigkeiten erzeugen, auf ihre Widerstandseigenschaften hin zu untersuchen. Die so geschaffenen Oberflächen sollen mit in der Oberflächenmesstechnik gebräuchlichen Größen beschrieben werden, um sie mit optimierten Riblet-Geometrien zu vergleichen. Die experimentellen Untersuchungen werden zuerst an ebenen Platten durchgeführt. Bei positiven Ergebnis wird ein NACA 65-Profil mit der entsprechenden Oberfläche versehen und strömungstechnisch vermessen.

• DFG Programme: Research Grants