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1.06<br />
PT2<br />
Experiment<br />
Experiment<br />
1.04<br />
1.02<br />
PT1<br />
Π / Π Ref<br />
1<br />
0.98<br />
0.96<br />
0.94<br />
0.92<br />
Experiment<br />
CFD<br />
0.9<br />
0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15<br />
CFD<br />
✛ Stoß<br />
Rotor-Dehrichtung<br />
❄<br />
❅■<br />
❅<br />
Spaltwirbel<br />
CFD<br />
P s / P s,Re f<br />
1.3<br />
1.2<br />
1.0<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.55<br />
MF Aus / MF Aus,Ref<br />
(a) Totaldruckaufbau<br />
(b) Gehäusedruck, PT1<br />
(c) Gehäusedruck, PT2<br />
Abbildung 10.6.: IGV-Rotor-Charakteristiken und Verteilung des statischen Druckes am Rotorgehäuse<br />
von Experiment und Simulation<br />
Druckes am Gehäuse entsprechenden Betriebszustände werden als „PT1“ und „PT2“ bezeichnet<br />
und sind auf den Charakteristiken markiert. Da für PT2 keine dem experimentellen Drosselgrad<br />
entsprechende CFD-Lösung vorlag, wurde der höchste konvergierte Drosselgrad verwendet.<br />
Die in Abb. 10.6b und 10.6c gezeigten Vergleiche zwischen Experiment und CFD zeigen mehrere<br />
übereinstimmende Aspekte. Der Verdichtungsstoß, erkennbar am raschen Druckanstieg in<br />
Hauptströmungsrichtung, wurde in der Simulation gut abgebildet, was seine Lage, Stärke und<br />
Form angeht. Für den anhand des niedrigen Druckes identifizierbaren Wirbelkern kann ausgesagt<br />
werden, dass sich sowohl seine Trajektorie als auch die qualitative Änderung des Druckniveaus<br />
mit dem Drosselgrad nicht signifikant zwischen Experiment und CFD unterscheiden.<br />
Insgesamt scheint das simulierte Strömungsfeld an der Rotorspitze sowohl für moderate als<br />
auch für Drosselgrade nahe des Stabilitätslimits mit ausreichender Genauigkeit wiedergegeben<br />
zu sein. Dies ist insbesondere für die in Abschnitt 15 präsentierte CT-Untersuchung von Relevanz.<br />
In diesem Zusammenhang soll auch auf ein weiteres experimentelles Ergebnis hingewiesen<br />
werden: Aus von Biela durchgeführten transienten Experimenten, bei denen der einsetzende<br />
Stallprozess mit Hilfe der schnellen Drucksensoren aufgezeichnet wurde, geht hervor, dass der<br />
1,5-stufige Forschungsverdichter über Spikes in den instabilen Zustand übergeht [178]. Dies ist<br />
ein Hinweis darauf, dass die Auslegungsforderung nach einem schaufelspitzenkritischen und für<br />
Gehäusestrukturierungen günstigen Rotor erfüllt wurde.<br />
Insgesamt zeigt der in diesem Abschnitt diskutierte Vergleich, dass die Qualität des verwendeten<br />
numerischen Modells im für die gewählte Modellierungsart üblichen Bereich liegt. Die beobachteten<br />
Abweichungen vom Experiment liegen überwiegend innerhalb der Unsicherheit der<br />
10.1. 1,5-stufiger Forschungsverdichter 53
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