Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

Zur Gewährleistung einer symmetrischen Schaufelströmung ist das Gitter symmetrisch zumMittelschnitt ausgelegt worden. Der Übergang der parallelen Windkanal-Zuströmung in dendivergenten Bereich erfolgt 74 mm axial vor dem Gittereintritt durch einen Radius von130 mm. Durch Duden 1999 [18] wurde festgestellt, daß in diesem Bereich keine Ablösungenauftreten. Der Auslegungsabströmwinkel des Gitters ändert sich durch diese Maßnahme aufden Winkel:Abströmwinkel β 2 = 24.5°Der Einbau des Gitters T106D in den Windkanal ist aus Abb. 6.1 ersichtlich. Dargestellt ist einSchnitt durch das Gitter T106D, der Einbau des Gitters in die Gitterdrehscheibe und eineAnsicht des Schnitts A--A, aus dem der Meridionalkanalverlauf durch die Holzseitenwändeund die divergenten Gitterträger ersichtlich werden.6.2 Optimierung des Gitters T106DDie numerische Auslegung des Gitters T106Dopt wurde mit der oben beschriebenen Auslegungsmethodikdurchgeführt. Das Ziel dieser Optimierung ist die Reduzierung der integralenVerluste und eine Homogenisierung der Gitterabströmung durch die Reduzierung der Sekundärströmungen.Das optimierte Gitter T106Dopt hat als Vorgabe der Auslegung die gleichenaerodynamischen Eintritts- und Austrittsrandbedingungen zu erfüllen. Vorgabe war insbesonderedie Einhaltung des integral flußgemittelten Abströmwinkels in Umfangsrichtung und desintegralen Massenstroms zur Gewährleistung der gleichen Enthalpieumsetzung wie das Ausgangsgitter.Der Optimierungskreislauf und die darin eingesetzten Verfahren sind zur Auslegung von Ringgitternrealer Maschinen vorgesehen. Die Definition der strömungsmechanischen Randbedingungenist in den Verfahren nur für Zylinderkoordinaten implementiert. Das ebene Gitter fürden Hochgeschwindigkeits-Gitterwindkanal wurde zur Optimierung deshalb quasi eben aufeinem Radius im Mittelschnitt von 10000 mm modelliert. Aufgrund des symmetrischen Problemswurde außerdem nur die halbe Schaufelhöhe berechnet.Die Schaufelgittergeometrie wurde zuerst mit den angesprochenen Präprozessoren konvertiertund entsprechend den im System enthaltenen Vorgehensweisen parametrisiert 48 . Im axialenBereich zwischen der Gittereintrittsebene und der -austrittsebene wurde die Gehäuseseitenwandfür eine axiale Seitenwandkonturierung parametrisiert. Als Variablen wurden der Radiusund die Steigung der Kontur am mittleren Punkt der axialen Seitenwandkonturierung freigegeben.Das Schaufelblatt wurde auf 21 normalen und zwei extrapolierten Stromlinien vom Mittelschnittbis zum Gehäuse definiert. Die Stromlinien, auf dem die Schaufelschnitte der48. Die Parametrisierung von Splines kann nicht wie z. B. Polynome durch eine mathematische Abbildungsvorschrifterfolgen, sondern stellt letztlich eine Approximation dar.69