Zur Simulation von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen schwingender Verdichtergitter mittels kommerzieller Software:
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INHALTSVERZEICHNIS
1 E I N L E I T U N G 1
1.1 PROBLEMSTELLUNG 1
1.2 MOTIVATION 2
1.3 S T A N D DER WISSENSCHAFT LIND TECHNIK 5
1.4 EINORDNUNG U N D ZIELSETZUNG DER ARBEIT 8
2 E I N F UE H R U N G I N D I E A E R O E L A S T I K 1 0
2.1 DYNAMISCHE AEROELASTIK IN AXIAL VERDICHTERN 11
2.1.1 FREMDERREGTE SCHAUFELSCHWINGUNGEN 11
2.1.2 SELBSTERREGTE SCHAUFELSCHWINGUNGEN 13
2.2 AEROELASTISCHE PROBLEMFORMULIERUNG 15
2.2.1 AERODYNAMISCHE KRAEFTE U N D KINEMATISCHE ZUSAMMENHAENGE 15
2.2.2 AEROELASTISCHE BEWEGUNGSGLEICHUNGEN 20
2.2.3 ANALYTISCHE LOESUNG IN WANDERWELLENKOORDINATEN 21
2.3 ANGEWENDETE METHODEN ZUR BERECHNUNG AEROELASTISCHER P A R A M E T E
R 23
2.3.1 KOPPLUNGSPRINZIPIEN U N D METHODENSTRUKTURIERUNG 23
2.3.2 ENERGIEMETHODE 28
2.3.3 LOESUNG IM FREQUENZBEREICH - EIGENWERTMETHODE 36
2.3.4 LOESUNG IM ZEITBEREICH - BIDIREKTIONALE KOPPLUNG 37
2.3.5 LOESUNG STRUKTURDYNAMISCHER GLEICHUNGEN MITTELS F E M 42
2.3.6 LOESUNG STROEMUNGSMECHANISCHER GLEICHUNGEN. F V M 45
3 V A L I D I E R U N G D E R K O P P L U N G S V E R F A H R E N 5 6
3.1 QUERANGESTROEMTE, ELASTISCHE P L A T T E 56
3.2 VERDICHTERGITTER NACA3506 64
3.2.1 KONFIGURATION DER VERDICHTERKASKADE 66
3.2.2 STATIONAERE LOESUNGEN 69
3.2.3 INSTATIONAERE LOESUNGEN 72
3.2.4 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN 81
4 E N G I N E 3 E H O C H D R U C K V E R D I C H T E R - R O T O R S T
U F E 6 8 2
4.1 MODELLBILDUNG 8 3
4.1.1 STROEMUNGSMODELLE 84
4.1.2 STRUKTURNIODELLE U N D IHRE EINBINDUNG IN DIE AEROELASTISCHE
SIMULATION 89 4.2 AEROELASTISCHE ERGEBNISSE 92
4.2.1 UNIDIREKTIONALE KOPPLUNG, LOESUNG IM ZEITBEREICH 9 3
4.2.2 UNIDIREKTIONALE KOPPLUNG, LOESUNG IM FREQUENZBEREICH 106
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IMAGE 2
IV
INHALTSVERZEICHNIS
4.2.3 BIDIREKTIONALE KOPPLUNG IM ZEITBEREICH 111
4.2.4 METHODENVERGLEICH 122
4.3 ANMERKUNGEN ZUR VERIFIZIERUNG AEQUIVALENTER AERODYNAMISCHER ELEMENTE
. . . 125
5 Z U S A M M E N F A S S U N G U N D A U S B L I C K 1 2 8
L I T E R A T U R V E R Z E I C H N I S 1 3 1
A N A C A 3 5 0 6 1 4 1
A . L RECHENGITTER FUER REIBUNGSFREIE SIMULATIONEN 141
A.2 VERGLEICH UNTERSCHIEDLICHER BERECHNUNGSVERFAHREN KONVEKTIVER FLUESSE
142 A.3 STATIONAERE LOESUNGEN 144
A.4 HARMONISCHE ANALYSE VON DRUCKBEIWERTEN 145
A.5 AERODYNAMISCHE DAEMPFUNG IN ABHAENGIGKEIT, DER ZUSTROENNNACLIZAHL 146
B E N G I N E 3 E H O C H D R U C K V E R D I C H T E R - R O T O R S T
U F E 6 1 4 7
B . L AEROELASTISCHE UNTERSUCHUNGEN 147
B . L . L UNIDIREKTIONALE KOPPLUNG IM ZEITBEREICH 147
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