Aufgabenstellung

Aktuelle Entwicklungstendenzen in der Luftfahrtindustrie zielen auf eine stetige Steigerung des Gesamtwirkungsgrades des Triebwerks ab. Eine wesentliche Rolle spielt hierbei die Erhöhung der maximalen Betriebstemperatur, die entscheidenden Einfluss auf die thermische Belastung der Turbine hat. Entsprechend werden am Institut für Thermische Strömungsmaschinen Wärmeübergänge und Kühlmethoden an Turbinenkomponenten untersucht. Ein Forschungsschwerpunkt bildet hierbei die Optimierung von Turbinenplattformen, sodass die vom Verdichter bereitgestellte Kühlluftmenge sowohl eine hohe Kühleffektivität besitzt, als auch für möglichst geringe aerodynamische Verluste sorgt.

Neben vorangegangen CFD Studien werden zur Analyse der experimentell erfassten Temperaturfelder im Turbinenkaskaden-Prüfstand ebenfalls FE-Analysen verwendet. Diese dienen im Rahmen des Post-Processings dazu, Wärmeströme innerhalb des Materials aus den ermittelten Temperaturfeldern zu bestimmen.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll ein solches FE-Modell entwickelt werden, das den Testträger der Turbinenkaskade modelliert. Fokus der Analyse ist die Erfassung der Wärmeströme bei variierenden thermische Randbedingungen. Aus diesen lassen sich wiederum Zielgrößen wie Wärmeübergangskoeffizienten oder Kühleffektivitäten bestimmen