Gestaltungsrichtlinien zur Reduzierung von Schaufelschwingungsanregungen infolge instationärer Schaufeldruckverteilungen - Gallus, Heinz Eckhard (VS Verlag für Sozialwissenschaften, 1981)
Die vorliegende Arbeit umfaßt die theoretische und experimentelle Untersuchung der Laufrad-Leitrad-Wechselwirkungen in axialen Turbomaschinen. Der Schwerpunkt liegt in der Ermittlung der Beanspruchung schwingender Schaufeln. Dabei wird neben der Berechnung der Eigenschwingungsformen mit Hilfe einer Finite-Element-Methode das Hauptgewicht auf die Berechnung der Erregerkräfte gelegt. Die instationären Strömungsanteile, hervorgerufen durch die gegenseitige Einflußnahme zwischen den Schaufelreihen stromauf und stromab infolge endlicher und unterschiedlicher Schaufelzahlen in den relativ bewegten Schaufelreihen einerseits und den Auswirkungen der Reibung in Form von Nachlaufdellen oder von den Profilen abschwimmender Wirbel andererseits, wurden theoretisch berechnet und mit experimentellen Werten verglichen. Während die Messung im Mittelschnitt der Stufen alle Einflüsse der instationären Strömung integral erfaßte, konzentrierte sich die theoretische Behandlung des Problems auf die zur Zeit allein mögliche Berechnung der Wechselwirkungen, aufgeschlüsselt nach den jeweiligen Ursachen. Dabei wurde der Einfluß einiger Hauptparameter herausgearbeitet. Für die Berechnung der erregten Schaufelschwingungen einer verwundenen und verjüngten Schaufel wurde ein Verfahren verwendet, welches das Zusammenwirken von realer Schwingungsform und dreidimensionaler Belastung berücksichtigt. Dabei stellt die Bestimmung der verschiedenen Dämpfungseinflüsse, insbesondere der Fluidkraftdämpfung ein noch ungelöstes Problem dar. Auch die genaue Vorhersage der zeitlichen und örtlichen Fluktuation der erregenden aerodynamischen Kräfte ist beim heutigen Stand der Strömungsforschung nur näherungsweise möglich