Zur Simulation von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen schwingender Verdichtergitter mittels kommerzieller Software
- Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, dem Stand der Wissenschaft und Technik entsprechende
uni- und bidirektional gekoppelte Berechnungsmethoden unter Verwendung einer partitionierten
Kopplung kommerzieller FE- und CFD-Programme am Lehrstuhl Strukturmechanik
und Fahrzeugschwingungen der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus zu etablieren.
Dazu erfolgt bezüglich der Kopplungsverfahren eine Überprüfung der Funktionalität
am akademischen Beispiel einer querangeströmten, elastischen Platte. Vor dem Hintergrund
der intensiven Forschung des Lehrstuhls auf dem Gebiet der Strukturdynamik integraler
Verdichterlaufräder (Blisks) schließt sich die Validierung des eingesetzten Strömungslösers
hinsichtlich einer transsonischen, instationären Verdichterströmung innerhalb schwingender
Schaufelgitter an. Letztlich wird das grundlegende aeroelastische Verhalten eines realen
Hochdruckverdichterlaufrades anhand eines unverstimmten, zweidimensionalen Modells
analysiert. Ein Vergleich der Methoden zur Berechnung aeroelastischerDie vorliegende Arbeit hat zum Ziel, dem Stand der Wissenschaft und Technik entsprechende
uni- und bidirektional gekoppelte Berechnungsmethoden unter Verwendung einer partitionierten
Kopplung kommerzieller FE- und CFD-Programme am Lehrstuhl Strukturmechanik
und Fahrzeugschwingungen der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus zu etablieren.
Dazu erfolgt bezüglich der Kopplungsverfahren eine Überprüfung der Funktionalität
am akademischen Beispiel einer querangeströmten, elastischen Platte. Vor dem Hintergrund
der intensiven Forschung des Lehrstuhls auf dem Gebiet der Strukturdynamik integraler
Verdichterlaufräder (Blisks) schließt sich die Validierung des eingesetzten Strömungslösers
hinsichtlich einer transsonischen, instationären Verdichterströmung innerhalb schwingender
Schaufelgitter an. Letztlich wird das grundlegende aeroelastische Verhalten eines realen
Hochdruckverdichterlaufrades anhand eines unverstimmten, zweidimensionalen Modells
analysiert. Ein Vergleich der Methoden zur Berechnung aeroelastischer Parameter ist Bestandteil
der Untersuchungen. Basierend auf bidirektional gekoppelten Ergebnissen wird
abschließend eine Verifizierung von abgeleiteten äquivalenten aerodynamischen Elementen
innerhalb eines mechanischen, unverstimmten Ersatzmodells vorgestellt.…
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- The present work aims on establishing state of the art, partitioned, uni- and bidirectional
coupling methods between commercial FE- and CFD-codes at the chair of Structural
Mechanics and Vehicle Vibration Technology (Brandenburg Technical University Cottbus).
Therefore a basic validation of the coupling procedures is carried out concerning an academical
example of a flexible cantilever plate which is transversal flowed by an artificial fluid.
Due to the intensive research of the chair onto the structural dynamic behaviour of blade
integrated disks (blisks) in the past a validation of the used flow solver with respect to transsonic
flows through a vibrating compressor cascade configuration is conducted. Finally the
principle aeroelastic behaviour of a real high pressure compressor rotor stage is investigated
by deriving a suitable two dimensional and tuned compressor cascade model. A comparison
of different methods to predict aeroelastic parameter is part of the investigations. Based on
results of a bidirectional coupledThe present work aims on establishing state of the art, partitioned, uni- and bidirectional
coupling methods between commercial FE- and CFD-codes at the chair of Structural
Mechanics and Vehicle Vibration Technology (Brandenburg Technical University Cottbus).
Therefore a basic validation of the coupling procedures is carried out concerning an academical
example of a flexible cantilever plate which is transversal flowed by an artificial fluid.
Due to the intensive research of the chair onto the structural dynamic behaviour of blade
integrated disks (blisks) in the past a validation of the used flow solver with respect to transsonic
flows through a vibrating compressor cascade configuration is conducted. Finally the
principle aeroelastic behaviour of a real high pressure compressor rotor stage is investigated
by deriving a suitable two dimensional and tuned compressor cascade model. A comparison
of different methods to predict aeroelastic parameter is part of the investigations. Based on
results of a bidirectional coupled simulation a verification of inferred equivalent aerodynamic
elements within a tuned mass-spring-damper model is figured out in conclusion.…
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