Berührungsfreie optische Diagnose turbulenter Strömungen in Turbomaschinen

Das Ziel dieses Programms ist ist die Verbesserung der Modellierung turbulenter Strömungen in Gas- oder Dampfturbinen durch den Einsatz berührungsfreier optischer Messtechnik. Strömungen in modernen und zukünftigen Turbomaschinen sind durch Turbineneintrittstemperaturen von über 1400 Grad Celsius und höher, sowie von Gas- oder Dampfströmen mit Geschwindigkeiten bis über die Schallgeschwindigkeit bei gleichzeitig beträchtlichen Turbulenzen gekennzeichnet. Die Strömungsphysik umfasst zudem laminar-turbulente Umschläge ebenso wie sekundäre Wirbelströmungen, starke Druckgradienten, instationäre Phänomene z.B. im Nachlauf der einzelnen Turbinenschaufeln, aber auch Zwei-Phasenströmungen und stellt daher einen ultimativen test für numerische Verfahren zur Strömungsberechnung dar. Derzeitige Unterschiede zwischen vorhergesagten und experimentellen Werten sind noch immer groß genug um teuere experimentelle Untersuchungen durchführen zu müssen. In diesem Programm sollen in der größten maschinentechnischen Einrichtung der TU Graz - der turbotechnischen Versuchsanlagen - neue optische Messverfahren benutzt und entwickelt werden, die zur quantitativen experimentellen Erfassung dieser komplexen Strömungen dienen. Diese Ergebnisse werden danach als Basis zur Entwicklung optimierter numerischer Softwaresimulationen dieser Strömungen im In- und Ausland dienen