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Publications at Chair of Aero Engines

Identifikation einer Regelgröße zur aktiven Strömungskontrolle an einer linearen Verdichterkaskade im kompressiblen Machzahlbereich
Citation key 2012_tiedemann_dlrk
Author Tiedemann, C. and Steinberg, S. and Peitsch, D. and King, R.
Pages 281267
Year 2012
DOI urn:nbn:de:101:1-201211163958
Location Berlin, Germany
Journal Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress
Month 09
Note Technische Universität Berlin:
C. Tiedemann, S. Steinberg, D. Peitsch, R. King
Editor Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.
Abstract Ein linearer Kaskadenprüfstand mit hochbelasteten Verdichterstatoren zur Untersuchung von Methoden aktiver Strömungskontrolle für den kompressiblen Machzahlbereich wurde am Fachgebiet Luftfahrtantriebe der Technischen Universität Berlin aufgebaut. Die verwendeten CDA-Profile (controlled diffusion airfoils) wurden für hohe Zuström-Machzahlen und realistische Reynolds-Zahlen ausgelegt. Die hohe Belastung der Verdichterschaufeln ergibt sich aus einem sehr großen Umlenkungswinkel von 55°. Mit Hilfe von Ölanstrichbildern wurde die Strömungstopologie auf den Oberflächen des Schaufelprofils visualisiert. Des Weiteren wurden Nachlaufmessungen mit Hilfe einer Fünflochsonde durchgeführt. Die Kaskadenströmung weist im unbeeinflussten Fall starke dreidimensionale Strömungsphänomene auf, die zu erheblichen Verlusten führen und die Verdichterstabilität negativ beeinflussen. In weitergehenden Experimenten werden an der Kaskade die Möglichkeiten untersucht, mit Hilfe aktiven Einblasens von Luft unter Einsatz eines geschlossenen Regelkreises diese Phänomene soweit wie möglich zu reduzieren bzw. zu unterdrücken. Zu diesem Zweck wurde zunächst ein Aktuationsregelkreis zur Erzielung einer symmetrischen Einblasung aufgebaut. Zur Identifikation einer geeigneten Regelgröße für die Kaskadenströmung wurde eine Messschaufel im Bereich des linken Eckenwirbels mit 16 hochauflösenden Drucksensoren ausgestattet. Über den Aktuationsregelkreis wurde die Kaskadenströmung manipuliert, hierbei wurde zunächst eine sinusförmige Anregung angewendet. Über die Druckaufnehmer in der Messschaufel wurde der Einfluss der Aktuation aufgezeichnet. Mit Hilfe einer Hauptkomponentenanalyse der 16 Sensorsignale konnte anschließend eine geeignete Regelgröße ermittelt und physikalisch interpretiert werden.
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