von Lukas Schlüter

als Band 42 der Schriftenreihe aus dem Institut für Strömungsmechanik

Thelem 2024, 22 x 17, 156 S.

In der zivilen Luftfahrt werden die Komponenten von Flugtriebwerken zunehmend an ihren Belastungsgrenzen betrieben, wobei die Geometrien unvermeidlichen Streuungen durch Herstellungsprozess und Verschleiß ausgesetzt sind. Daher ist die Kenntnis des Robustheitsverhaltens für den hochbelasteten Betrieb der Komponenten von entscheidender Bedeutung. In diesem Kontext ist die Form der Schaufelvorderkanten von Verdichterbeschaufelungen hervorzuheben. Hierfür wird ein effizientes parametrisches Modell vorgestellt, um die Variabilität der Vorderkantenformen in mehrstufigen Hochdruckverdichtern statistisch zu beschreiben und zu reproduzieren. In den folgenden probabilistischen CFD-Analysen werden die Auswirkungen geometrischer Streuungen auf den Verdichterwirkungsgrad untersucht. Die Variabilität der Vorderkantenformen, insbesondere die der Rotorschaufeln, wird im Kontext der grundsätzlichen geometrischen Variabilität der Schaufeln eingeordnet. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Variabilität der Vorderkantenformen für den Wirkungsgrad des betrachteten Hochdruckverdichters. In anschließenden numerischen Erosionsuntersuchungen werden die Auswirkungen der Erosion auf die untersuchten Vorderkantenformen ermittelt.

Durch die Arbeit wird ein Beitrag zur effizienten Quantifizierung der geometrischen Streuung von Hochdruckverdichterschaufeln und zum Verständnis der Ursachen und Auswirkungen dieser Streuungen auf den Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit von Verdichtern geleistet. Die Ergebnisse können als Grundlage dienen, Fertigungs- und Wartungsprozesse zu verbessern.

ISBN: 978-3-95908-726-1