Das Projekt "4.1.8 Analyse von Fluid-Struktur-Interaktionen zur Vorhersage von Schaufelschwingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN Diesel & Turbo SE durchgeführt. Durch den geplanten Ausbau der erneuerbaren Energien ergeben sich neue Anforderungen hinsichtlich der Flexibilität und Laständerungsgeschwindigkeiten von Turbomaschinen. Ziel dieses Verbundforschungsvorhabens ist es, die komplexen Strömungsverhältnisse in Interaktion mit den strukturmechanischen Beanspruchungen von Dampfturbinen-Schaufeln bei hohen Lastgradienten sowie im Teillastbetrieb grundlegend besser zu verstehen. Diese Erkenntnisse zur Fluid-Struktur-Interaktion sollen zukünftig eine zielgenauere Auslegung von drehzahlvariablen Turbinenschaufeln ermöglichen. Im Rahmen des Vorhabens soll ein Modell-Versuch entwickelt werden, mit dem durch experimentelle Analysen die bestehenden numerischen Verfahren verifiziert werden können. Dazu sind entsprechende Entwicklungen bzw. Adaptionen von Messtechniken notwendig. Auf Basis dieser Experimente und Berechnungen sollen vertiefende Erkenntnisse zur Fluid-Struktur-Interaktion gewonnen werden.
Das Projekt "Robustheitsanalyse von Schaufelschwingungen unter besonderer Berücksichtigung von fertigungs- und betriebsbedingten Geometrieabweichungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Strömungsmechanik, Professur für Turbomaschinen und Flugantriebe durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, eine probabilistische strukturmechanische und strukturdynamische Bewertung von realen, gefrästen Verdichterschaufeln gegenüber Toleranzen in der Fertigung zu ermöglichen. Mithilfe probabilistischer Simulationen wird die Robustheit des strukturmechanischen und strukturdynamischen Verhaltens gegenüber den Produktionsstreuungen ermittelt. Weiterhin sollen innerhalb von Sensitivitätsanalysen die einflussreichsten Parameter hinsichtlich hoher Schaufelschwingungsbeanspruchungen identifiziert werden und letztlich zur Verbesserung bestehender Designkriterien beitragen. Zunächst erfolgt eine optische Geometrievermessung der Schaufeln. Die Messergebnisse werden mit Hilfe von geometrischen Parametern analysiert, statistisch ausgewertet und schließlich für die Ableitung eines parametrischen CAD-Modells verarbeitet. Hierauf aufbauend können im Nachgang FE-Modelle aufgebaut und für die Durchführung probabilistischer Simulationen erzwungener Schwingungsantworten in so genannte 'Reduced Order -Modelle (ROM) überführt werden. Die Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Wechselwirkung erfolgt über Einflusskoeffizienten, welche auf der Grundlage gekoppelter FSI-Simulationen abzuleiten und in die reduzierten Modelle zu implementieren sind. Im Fokus stehen die Berücksichtigung geometrischer Imperfektionen und ihres Einflusses auf Schaufeleigenfrequenzen und -formen, modeindividueller aerodynamischer Dämpfungen einschließlich höherer Moden und aerodynamischer Erregerkräfte.
Das Projekt "Robustheitsanalyse von Schaufelschwingungen unter besonderer Berücksichtigung von fertigungs- und betriebsbedingten Geometrieabweichungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Verkehrstechnik, Lehrstuhl Strukturmechanik und Fahrzeugschwingungen durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, eine probabilistische strukturmechanische und strukturdynamische Bewertung von realen, gefrästen Verdichterschaufeln gegenüber Toleranzen in der Fertigung zu ermöglichen. Mithilfe probabilistischer Simulationen wird die Robustheit des strukturmechanischen und strukturdynamischen Verhaltens gegenüber den Produktionsstreuungen ermittelt. Weiterhin sollen innerhalb von Sensitivitätsanalysen die einflussreichsten Parameter hinsichtlich hoher Schaufelschwingungsbeanspruchungen identifiziert werden und letztlich zur Verbesserung bestehender Designkriterien beitragen. Zunächst erfolgt eine optische Geometrievermessung der Schaufeln. Die Messergebnisse werden mit Hilfe von geometrischen Parametern analysiert, statistisch ausgewertet und schließlich für die Ableitung eines parametrischen CAD-Modells verarbeitet. Hierauf aufbauend können im Nachgang FEM-Modelle aufgebaut und für die Durchführung probabilistischer Simulationen erzwungener Schwingungsantworten in so genannte 'Reduced Order -Modelle (ROM) überführt werden. Die Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Wechselwirkung erfolgt über Einflusskoeffizienten, welche auf der Grundlage gekoppelter FSI-Simulationen abzuleiten und in die reduzierten Modelle zu implementieren sind. Im Fokus stehen die Berücksichtigung geometrischer Imperfektionen und ihres Einflusses auf Schaufeleigenfrequenzen und -formen, modeindividueller aerodynamischer Dämpfungen einschließlich höherer Moden und aerodynamischer Erregerkräfte.