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Mistuning mit Aero-Kopplung I/II

Ziel des Vorhabens ist es, eine Lücke in den derzeitig verfügbaren Auslegungstools zur Strukturdynamik verstimmter beschaufelter Scheiben bzw. so genannter Blisks zu schließen.

Verstimmte Beschaufelungen bergen die Gefahr, dass einzelne Schaufeln aufgrund von Lokalisierungseffekten hohe Schwingungsamplituden aufweisen, sodass die Auslegung insbesondere schwach gedämpfter Beschaufelungen in Blisk-Bauweise zumeist sehr konservativ und mit hohen Unsicherheiten behaftet erfolgen muss. Hierbei hat sich in der Vergangenheit mehrfach herausgestellt, dass der richtigen Erfassung der Kopplung zwischen den Schaufeln eine herausragende Bedeutung zukommt.

Der wesentliche neue Aspekt, der in diesem Vorhaben untersucht werden soll, ist die Kopplung der Schaufeln über das strömende Fluid. Dieses hat insbesondere bei schwacher strukturmechanischer Dämpfung einen ganz wesentlichen Einfluss auf die Kopplung der Schaufeln und somit die schwingungstechnische Auslegung der Beschaufelung insgesamt.


In diesem Vorhaben soll daher auf der Basis bestehender rein strukturmechanischer Modelle ein Verfahren entwickelt werden, mit dessen Hilfe die Kopplung verstimmter Beschaufelungen über das Fluid berücksichtigt werden kann. Dieser Aspekt soll in mechanische Modelle und eine Simulationssoftware Eingang finden, die es der Turbomaschinenindustrie zukünftig erlaubt, deutlich detailliertere, verlässlichere und realitätsnähere Prognosen zum Schwingungsverhalten verstimmter Beschaufelungen zu erstellen. Somit können zukünftig effizientere Beschaufelungen mit höherer mechanischer Integrität und letztlich höherem Wirkungsgrad entwickelt werden.