Das Projekt "Cleansky 7th Fwp - Quantification of the Degradation of Microstructured Coatings" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Mess- und Regelungstechnik durchgeführt. Selbst moderne Passagierflugzeuge benötigen mehrere Tonnen Kerosin pro Stunde. Sowohl aus ökologischen als auch aus ökonomischen Gründen ist es deshalb von hoher Priorität hier Einsparungen zu realisieren. Wie das Projekt Riblets an Verdichterschaufeln zeigt können ribletstrukturierte Oberflächen dazu dienen Reibungsverluste an umströmten Bauteilen drastisch zu minimieren. Ein Ansatz um die Reibungsverluste von Flugzeugen zu minimieren ist die Strukturierung der Flugzeugoberflächen mit Riblets. Mittels von dem imr entwickelten Laboruntersuchungen ist es möglich die Qualität von Riblets lokal zu bestimmen. Für den Einsatz in der Serienproduktion ist es aber von Nöten eine großflächige und zugleich produktionsnahe Qualitätskontrolle sicherzustellen. Hierzu beschäftigt sich das imr in dem von der EU geförderten Projekt Cleansky mit der Entwicklung einer Kontrolleinrichtung basierend auf einer Hochgeschwindigkeitskamera zur Qualität von ribletstrukturierten Oberflächen.
Das Projekt "Iterative Optimierung der Fertigung lokal angepasster Riblet-Strukturen auf einer dreidimensionalen Turbomaschinenbeschaufelung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik durchgeführt. Ziel des Projektes ist die iterative Optimierung des Fertigung lokal angepasster Riblet-Strukturen auf dreidimmensionalen Turbomaschinenbeschaufelungen. Der Fertigungsprozess wird seitens des Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) mit Hilfe der Simulationssoftware CutS simuliert. Aus der Simulation des Fertigungsprozesses lassen sich Rückschlüsse auf die Kosten der Fertigung ziehen. Diese (zusätzlich) anfallenden Fertigungskosten werden den erwarteten, reduzierten Betriebskosten, bedingt durch Verringerung der Wandschubspannung und der damit einhergehenden Erhöhung des Wirkungsgrades durch die Riblet-Strukturen, gegenübergestellt. Die Abschätzung der aerodynamischen Einflüsse der Riblet-Strukturen wird mit Hilfe der Strömungssimulationssoftware MISES durchgeführt, der zuvor der Riblet-Effekt implementiert wurde. Einen wesentlichen Einfluss auf die Wirkungsweise der Riblet-Strukturen bilden fertigungsbedingte Übergangsbereiche zwischen zwei konstanten Riblet-Geometrien. Dieser Einfluss wird im Rahmen des Projektes vStruct in der Strömungssimulationssoftware MISES implementiert. Die zur Implementierung notwendigen mathematischen Korrelationen werden mit Hilfe von Large Eddy Simulationen gewonnen.
Das Projekt "Riblets für Verdichterschaufeln - Entwicklung von Fertigungsverfahren zur lokalen Strukturierung; Charakterisierung der Oberflächen und experimentelle Bewertung der Verlustminderung, Untersuchung des Verschmutzungsverhaltens, Vorbereitung der Übertragung auf 3-D Verdichterprofile, Untersuchung des Einflusses von Riblets auf die Transition" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik durchgeführt. Dieser Fortsetzungsantrag setzt sich das Ziel, die wissenschaftlichen Grundlagen dafür zu schaffen, dass die industrielle Herstellbarkeit und aerodynamische Wirksamkeit von lokal angepassten Riblet-Strukturen auf der Saug- und der Druckseite von Verdichterschaufeln auf dreidimensionalen Schaufelgeometrien verwirklicht werden kann. Hierfür werden am TFD die mit den industriellen Fertigungsprozessen Schleifen (IFW) und Laser-Bearbeitung (LZH) gefertigten Riblet-Strukturen aerodynamisch untersucht und bewertet. In der zweiten Antragsphase zeigten lokal angepasste Riblet-Strukturen auf der Saugseite von NACA 65-10 Verdichterprofilen eine zusätzliche Minderung der Profilverluste im Vergleich zu Riblets mit konstanter Rillenweite und -Höhe. Diese Wirksamkeit soll in der dritten Antragsphase für lokal strukturierte Riblets auf der Druckseite untersucht werden. Für die zukünftige Anwendung von Riblets in industriellen Gasturbinenanlagen wird in der dritten Antragsphase grundlegenden wissenschaftlichen Fragestellungen wie der Verschmutzung von Riblets bei realitätsnahen Anströmungsbedingungen und der Wirksamkeit von Riblets bei Schräganströmung sowie Inzidenzvariation nachgegangen. Die aerodynamischen Einflussfaktoren auf die Grenzschichttransition von Riblet-strukturierten Oberflächen werden in einer geeigneten Strömung isoliert und bewertet. Die numerische Berechnung der Widerstandsbeeinflussung von Riblets wird durchgeführt, um zu klären, warum der kumulative Effekt der Widerstandsminderung durch Riblets an einem Profil größer ist als der reine Effekt der Minderung der Oberflächenschubspannung.