Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

8.4 Totaldruckverluste in der AbströmebeneIn Abb. 8.12 sind die bezogenen Totaldruckverluste ∆p t /q 2th in der Abströmebene x /l ax = 1.5, die während der Optimierung als Bewertungsebene diente, für das AusgangsgitterT106D, für das optimierte Gitter T106Dopt und der experimentelle Vergleich für das GitterT106Dopt aufgetragen. Die Auftragungen sind in den zugehörigen Koordinatensystemen 55dargestellt. Die Bildausschnitte stellen jeweils den gleichen Bereich dar. Die Skalierungen derKonturplots sind in allen Abbildungen gleich. In der Messung wurde die Abströmebene mit625 Punkten 56 aufgelöst. Die Ergebnisdarstellungen zeigen jeweils den Bereich einer Teilungvom Mittelschnitt bis zum Gehäuse über eine halbe Schaufelhöhe. Der Nullpunkt derUmfangskoordinate entspricht in allen Abbildungen der Profilhinterkante im Mittelschnitt fürdas Profil T106Dopt. Bedingt durch einen Mindestabstand der Fünflochsonde von der Seitenwand,der ca. 3 mm beträgt, konnte die Seitenwandgrenzschicht experimentell nicht vollständigerfaßt werden.Die Abbildung der Verluste von Gitter T106D mit geraden divergenten Seitenwänden zeigt dasBild einer hoch belasteten Turbine. Dies stammt zum einen aus der gegenüber dem Gitter T106mit parallelen Seitenwänden erhöhten Zuström-Mach-Zahl. Dadurch ist die Belastung im vorderenSchaufelbereich höher. Zum anderen sind durch die Divergenz der Seitenwände die Verlustzentrendeutlich von den Seitenwänden abgehoben.Durch die starke Rotation der Sekundärströmungen bildet sich ein deutlicher Kanalwirbel mitdarüber liegendem Hinterkantenwirbel aus.Das Gitter T106Dopt basiert auf den gleichen Querschnittverhältnissen, dem gleichen Massenstromund der gleichen integralen Arbeitsumsetzung. Im Nachlauf sind drei schwache Verlustzentrenerkennbar. Nahe der Seitenwand ist ein gering ausgeprägter Kanalwirbel ersichtlich,der sich erst im hinteren Bereich des Schaufelkanals gebildet hat. Radial weiter Richtung Mittelschnittfindet sich der im Bereich der größten Profilaufdickung abgelöste Wirbel im Nachlauf.Es folgen die etwas höheren Profilverluste im Bereich der Ablöseblase. DerSekundärströmungsbereich ist trotz der divergenten Seitenwände immer noch sehr in Seitenwandnähezu finden. Die Sekundäreffekte grenzen sich in Umfangsrichtung deutlich von derjeweils nächsten Teilung ab.55. Das numerische Zylinderkoordinatensystem wurde auf kartesische Koordinaten y und z umgerechnet. Experimentellwurde ein ebenes kartesisches Koordinatensystem bezogen auf die Teilung und halbe Schaufelhöheverwendet.56. Die Abströmebene wurde mäanderförmig mit einer Auflösung von 25 Punkten in Umfangsrichtung und 25Punkten in Schaufelhöhenrichtung aufgelöst.97