Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

Abb. 2.11: Sekundärströmungseffekte in der Schaufelgitterabströmung für zweiKonfigurationen von Grenzschichtzäunen, Doerffler et al. 1994 [15] .Andere Ansätze zielen direkt auf die Modifikation der Profil- und Seitenwandgeometrie. Saueret al. 2000 [61] veröffentlichten vielversprechende Resultate von Seitenwandprofilierungen.Sie positionierten eine Vorderkantenauswölbung an einer Seitenwand-Schaufelprofil-Verbindungbei einer Turbine mit stark gekrümmtem Schaufelprofil in einem ebenen Gitter. Ihre Bugwulstgeometrie,analog zu einem bulb bei einem Schiffsbug zur Bugwellenhemmung, hatseine größte Dicke auf der Seitenwand und verläuft in radialer Richtung in die normale Vorderkante.Die Aufdickung ist dabei auf der Saugseite stärker gestaltet als auf der Druckseite. DieUrsache für die bemerkenswerte Reduktion der Seitenwandverluste ist, daß der Bugwulst densaugseitigen Hufeisenwirbelast verstärkt, wodurch der entgegengesetzt rotierende Kanalwirbelreduziert wird. In Anlehnung an die ersten Ergebnisse der Arbeit von Sauer et al. wurde vonWischmeier 1996 [81] eine numerische Untersuchung an vier dafür ausgelegten Gittern mitunterschiedlichen Wandübergängen, mit gleichem Mittelschnitt, durchgeführt. Die Berechnungenerfolgten mittels eines dreidimensionalen Eulerverfahrens unter Vorgabe der Scherfaktorenaus Schubspannungsverläufen an den festen Wänden. Das Eulerverfahren wurde durchNachrechnungen des experimentell bekannten Gitters T106 kalibriert. Das Gitter T112 wurdemit einem dünnen Mittelschnitt mit 7,5 % relativer Dicke ausgelegt. Das Gitter T112WAwurde bis auf 10 % halber Kanalhöhe an der Seitenwand aufgedickt. Das erste Viertel der Aufdickunghat eine konstante relative Dicke von ca. 26 %. Darüber geht die Aufdickung dannmittels einer Kosinusfunktion in die Schaufel über. Das Gitter T112WB geht von der Seitenwandvom Profil T112W kontinuierlich in das Mittelschnittsprofil über. Beide Variationen20