Implizite Zeitintegration für die Simulation von Turbomaschinenströmungen

Inhalt der Arbeit ist die Entwicklung eines impliziten Zeitschrittverfahrens zur Berechnung stationärer und zeitabhängiger Strömungen in Turbomaschinen. Das Verfahren zeichnet sich durch eine massive Rechenzeitreduzierung gegenüber herkömmlichen Zeitschrittmethoden, hohe Robustheit und einfache Handhabung aus. Die Entwicklung des impliziten Zeitschrittverfahrens wurde in einem vorhandenen aerodynamischen Rechenverfahren für Turbomaschinen umgesetzt. Für die Anwendung auf stationäre Strömungen konnten die Durchlaufzeiten des Simulationssystems um den Faktor 10-15 reduziert werden, bei zeitgenauen Simulationen wurde eine Rechenzeiteinsparung um mehr als das 20fache erreicht. Das Verfahren wurde an diversen (Turbinen- und Verdichter-) Testfällen valdiert. Die Einsatztauglichkeit wurde an 2 realen Verdichterkonfigurationen demonstriert: Gegenstand war die Geometrievariation an einer Hochdruckverdichterstufe und Untersuchung eines transsonischen Verdichterrotors mit Gehäusewandkonturierung