Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

estimmt. Durch den geringeren Impuls- und Energieaustausch quer zur Hauptströmungsrichtungwächst die laminare Grenzschicht deutlich langsamer als die turbulente Grenzschicht an,hat ein geringeres Entropiewachstum und erzeugt damit kleinere Verluste. Bei Turbinenbeschaufelungenist deswegen auf der Saugseite ein weit hinten liegender Transitionspunkt, alsoeine lange laminare und damit verlustarme Grenzschichtlauflänge erwünscht. Solche Profilemit einer langen Beschleunigung der Grenzschicht und einem sehr weit hinten liegendenGeschwindigkeitsmaximum werden als hinten belastete (aft-loaded) Profile bezeichnet.Mit Blick auf die gesamte Flugenvelope wirkt es sich nachteilig auf den Wirkungsgrad aus,daß bei hoch belasteten Gittern die saugseitige Grenzschicht bei größeren Flughöhen, durchdie geringere Reynolds-Zahl, meist ablöst. Die laminar-turbulente Transition findet dann durchden Mechanismus der Transition über eine Ablöseblase am Punkt der größten Verdrängungsdickeüber der Ablöseblase statt. Nach der Transition soll die Grenzschicht mit ausreichendemAbstand zur Hinterkante wieder anlegen, um die Umlenkaufgabe zu erfüllen. Wird dies nichterreicht, d. h. es besteht eine offene Ablösung, steigen die Profilverluste dramatisch an(Abb. 2.2).Abb. 2.2: Transitionsphänomene über eine Ablöseblase, Fottner 1989 [24] .Die Grenzschicht auf der Druckseite schlägt üblicherweise sehr nahe der Vorderkante um undbleibt im weiteren Verlauf turbulent. Aufgrund des höheren Geschwindigkeitsniveaus sind dieVerluste auf der Saugseite jedoch höher als auf der Druckseite (Denton 1993 [13]).In der Literatur wird zwischen drei verschiedenen Transitionsarten unterschieden: natürlicheTransition, bypass-Transition und Transition über eine Ablöseblase. Der Mechanismus dernatürlichen Transition unter Ausbildung sogenannter Tollmien-Schlichting-Wellen findet nurbei kleinen Turbulenzgraden statt und kommt deswegen in realen Turbomaschinen-Grenz-8