Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

lenzgrad von ca. 10 % durch. Durch einen in Kanalmitte auf der Seitenwand angebrachtenGrenzschichtzaun konnten die beiden Äste des Hufeisenwirbels beeinflußt werden. Der Kanalwirbelblieb bei dem hohen Turbulenzgrad allerdings weiterhin dominierend. Die Querbewegungder Grenzschicht auf der Seitenwand und die radiale Erstreckung der Sekundärströmungwurden reduziert.Doerffler et al. 1994 [15] untersuchten zwei Typen von Seitenwand-Grenzschichtzäunen 15(Abb. 2.10). Bei einer Konfiguration wurden Grenzschichtzäune in Hauptströmungsrichtungeingesetzt. Die Grenzschichtzäune der anderen Konfiguration wurden senkrecht zur Sekundärströmungsrichtungauf den Seitenwänden aufgebracht. Durch den Grenzschichtzaun in Strömungsrichtungkam es zu einer Reduzierung der radialen Erstreckung der Sekundärwirbel. InAbb. 2.11 ist der Einfluß der Grenzschichtzäune auf die Sekundärströmungen in der Abströmebenesichtbar. Bei waagerecht liegenden Schaufeln sind drei Schaufelteilungen übereinanderdargestellt. Neben dem bezogenen Verlustbeiwert, der als Konturdarstellung mit dickenLinien aufgetragen ist, wurden die Wirbelstärken (vorticity) mit dünnen Linien, in zwei Stärken,aufgetragen. Die dickeren Linien der Wirbelstärke repräsentieren dabei eine Rotationgegen den Uhrzeigersinn, die dünnen Linien zeigen Wirbelstärken mit einer Rotation im Uhrzeigersinn.Die Grenzschichtzäune senkrecht zur Sekundärströmungsrichtung an der Seitenwanderreichten eine Verschiebung der Verlustzentren so, daß sie nahezu in radialer Richtungübereinander liegen und nicht mehr nur ein klares Verlustzentrum auszumachen ist. Die Beeinflussungder Sekundärströmungseffekte und insbesondere eine Reduzierung der Verlustekonnte allerdings nicht im erwünschten Umfang erreicht werden. Maßnahmen dieser Art stellenaußerdem meistens aufgrund von Festigkeitsaspekten, Temperaturproblemen und aus fertigungstechnischerSicht große Probleme dar.Abb. 2.10: Seitenwandgrenzschichtzäune, Doerffler et al. 1994 [15] .15. Grenzschichtzäune die auf dem Schaufeln angebracht waren wurden von H. Prümper bereits 1972 bzw. 1975vorgestellt.19