Numerische Strömungssimulation (CFD) wird am Institut für Strahlantriebe hauptsächlich eingesetzt, um komplexe Strömungsvorgänge in Turbomaschinenkomponenten zu untersuchen. Der gegenseitigen Ergänzung von experimentellen Messdaten und numerischen Simulationen und den resultierenden Synergieeffekten wird am Institut für Strahlantriebe eine große Bedeutung zugeschrieben. So können experimentelle Daten zur Validierung von numerischen Simulationen verwendet werden. Wiederum liefern hochauflösenden Strömungssimulationen wertvolle zusätzliche Informationen in experimentell schwer zugänglichen Strömungsgebieten.
Die folgenden wesentlichen Aufgaben sind für jeden zu simulierenden Fall individuell zu bewerten:
- Methodenauswahl
- Erstellung eines geeigneten Rechennetzes
- Vorgabe geeigneter Randbedingungen
- Bewertung des Konvergenzverhaltens
- Post Processing
- Kritische Überprüfung und Interpretation der Ergebnisse ggf. inkl. Vergleich mit experimentellen Messdaten
Eingesetzte CFD Solver am Institut für Strahlantriebe:
- TRACE
- ANSYS CFX
- MISES
- TAU
Prüfstandsaerodynamik
Die am Institut betriebene Triebwerks-Versuchsanlage weist eine komplexe Innenaerodynamik auf. Zur Entwicklung neuer Versuchsträger wird ein numerisches Modell verwendet, welches es ermöglicht, die spezielle Strömungsführung vorherzusagen und zu berücksichtigen.
Komplexe Einlaufgeometrien
Im Bereich der Verdichteraerodynamik spielen Einlaufstörungen, wie sie in gekrümmten Einlaufgeometrien auftreten eine große Rolle. Am Institut werden parallel zu den experimentellen Untersuchungen an der Triebwerks-Versuchsanlage instationäre gekoppelte Rechnungen von gekrümmten Einläufen in Kombination mit mehrstufigen Niederdruckverdichtern durchgeführt. Dies stellt hohe Anforderungen an die verwendete Rechenmethode und erfordert sehr lange Rechenzeiten und Höchstleistungsrechner. Jedoch ermöglicht es erweiterte Erkenntnisse über die hochkomplexe Aerodynamik, welche in den experimentellen Untersuchungen verborgen bleiben.
