Aufgabenstellung

Ein Ziel in der Optimierung von Gasturbinen und Flugtriebwerken ist die Reduktion von Abgasemissionen, was beispielsweise durch die Einführung neuer Technologien in der Verbrennungsführung erreicht werden soll. Diese Technologien führen jedoch zu einer deutlichen Zunahme der thermischen Belastung hin zu den Turbinenseitenwänden. Am Institut für Thermische Strömungsmaschinen sollen deshalb neue Kühlkonzepte der Turbinenseitenwand experimentell an einer Turbinenkaskade untersucht werden. Hierbei stehen der erhöhte Wärmeübergang und die bedingte Veränderung des Strömungsfeldes, das die entstehenden Verluste in der Turbine bestimmt, im Fokus.

Aufgabe dieser Arbeit sind numerische Vorstudien um den Versuchsaufbau sowohl hinsichtlich Aerodynamik als auch thermischer Belastung der Turbine zu unterstützen. Hierfür müssen zuerst die Strömungsgebiete des Heißgases und der Kühlluft vernetzt werden. Anschließend folgen die Simulation und Auswertung sowie die Bewertung des Designs. Die Arbeit bietet die Möglichkeit, sich sowohl intensiv mit numerischer Strömungssimulation von Turbomaschinen, als auch allgemein mit Aerodynamik, Wärmeübergang und Kühlung zu beschäftigen.

Kenntnisse in der Strömungsmechanik und Wärmeübertragung sind zwingend erforderlich. Vorkenntnisse in der numerischen Strömungssimulation, im Idealfall in Ansys CFX ®, sind von Vorteil. Die Betreuung der Arbeit erfolgt in Kooperation mit der MTU Aero Engines. Die Durchführung findet bei der MTU Aero Engines in München statt.