Dynamik verstimmter Schaufelkränze mit aerodynamischer Kopplung und nichtlinearen Reibkontakten

Research output: ThesisDoctoral thesis

Authors

  • Sebastian Willeke
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Details

Original languageGerman
QualificationDoctor of Engineering
Awarding Institution
Supervised by
  • Jörg Wallaschek, Supervisor
Date of Award29 Apr 2022
Place of PublicationGarbsen
Print ISBNs9783959007047, 3959007043
Electronic ISBNs978-3-95900-727-6
Publication statusPublished - 2022

Abstract

Abweichungen zwischen den Kranzkomponenten stören die zyklische Symmetrie von Schaufelkränzen in Turbomaschinen. Infolge periodischer Anregung treten verstimmte Schaufelschwingungen mit lokal überhöhten Amplituden auf, deren Maximalwerte im Fall isolierter Modenpaare bis zu 21 % oberhalb des unverstimmten Referenzniveaus liegen können. Für diese Schwingungslokalisierung ist sowohl die Verstimmung als auch die Kopplung zwischen den Schaufeln entscheidend. Neben der Strukturkopplung über die Kranzscheibe werden in dieser Arbeit auch aerodynamische Kopplungseinflüsse und nichtlineare Reibkontakte berücksichtigt. Numerische Untersuchungen zeigen, dass die Phasenabhängigkeit der aerodynamischen und nichtlinearen Dämpfungsmechanismen

sowohl zu einer Reduzierung als auch zu einer Überhöhung der verstimmten Maximalamplituden beitragen kann. Zudem ermöglicht die bewusste Verstimmung der Beschaufelung eine optimale Ausrichtung der lokalisierten Schwingungsformen in Relation zu den diskreten Schaufeln. In Abhängigkeit vom Phasenversatz zwischen benachbarten Schaufeln ist hierdurch eine robuste Amplitudenreduktion um bis zu 29 % möglich.

Cite this

Dynamik verstimmter Schaufelkränze mit aerodynamischer Kopplung und nichtlinearen Reibkontakten. / Willeke, Sebastian.
Garbsen, 2022. 162 p.

Research output: ThesisDoctoral thesis

Willeke, S 2022, 'Dynamik verstimmter Schaufelkränze mit aerodynamischer Kopplung und nichtlinearen Reibkontakten', Doctor of Engineering, Leibniz University Hannover, Garbsen.
Willeke, S. (2022). Dynamik verstimmter Schaufelkränze mit aerodynamischer Kopplung und nichtlinearen Reibkontakten. [Doctoral thesis, Leibniz University Hannover].
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author = "Sebastian Willeke",
note = "Dissertation",
year = "2022",
language = "Deutsch",
isbn = "9783959007047",
series = "Berichte aus dem IDS",
school = "Gottfried Wilhelm Leibniz Universit{\"a}t Hannover",

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TY - BOOK

T1 - Dynamik verstimmter Schaufelkränze mit aerodynamischer Kopplung und nichtlinearen Reibkontakten

AU - Willeke, Sebastian

N1 - Dissertation

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Abweichungen zwischen den Kranzkomponenten stören die zyklische Symmetrie von Schaufelkränzen in Turbomaschinen. Infolge periodischer Anregung treten verstimmte Schaufelschwingungen mit lokal überhöhten Amplituden auf, deren Maximalwerte im Fall isolierter Modenpaare bis zu 21 % oberhalb des unverstimmten Referenzniveaus liegen können. Für diese Schwingungslokalisierung ist sowohl die Verstimmung als auch die Kopplung zwischen den Schaufeln entscheidend. Neben der Strukturkopplung über die Kranzscheibe werden in dieser Arbeit auch aerodynamische Kopplungseinflüsse und nichtlineare Reibkontakte berücksichtigt. Numerische Untersuchungen zeigen, dass die Phasenabhängigkeit der aerodynamischen und nichtlinearen Dämpfungsmechanismensowohl zu einer Reduzierung als auch zu einer Überhöhung der verstimmten Maximalamplituden beitragen kann. Zudem ermöglicht die bewusste Verstimmung der Beschaufelung eine optimale Ausrichtung der lokalisierten Schwingungsformen in Relation zu den diskreten Schaufeln. In Abhängigkeit vom Phasenversatz zwischen benachbarten Schaufeln ist hierdurch eine robuste Amplitudenreduktion um bis zu 29 % möglich.

AB - Abweichungen zwischen den Kranzkomponenten stören die zyklische Symmetrie von Schaufelkränzen in Turbomaschinen. Infolge periodischer Anregung treten verstimmte Schaufelschwingungen mit lokal überhöhten Amplituden auf, deren Maximalwerte im Fall isolierter Modenpaare bis zu 21 % oberhalb des unverstimmten Referenzniveaus liegen können. Für diese Schwingungslokalisierung ist sowohl die Verstimmung als auch die Kopplung zwischen den Schaufeln entscheidend. Neben der Strukturkopplung über die Kranzscheibe werden in dieser Arbeit auch aerodynamische Kopplungseinflüsse und nichtlineare Reibkontakte berücksichtigt. Numerische Untersuchungen zeigen, dass die Phasenabhängigkeit der aerodynamischen und nichtlinearen Dämpfungsmechanismensowohl zu einer Reduzierung als auch zu einer Überhöhung der verstimmten Maximalamplituden beitragen kann. Zudem ermöglicht die bewusste Verstimmung der Beschaufelung eine optimale Ausrichtung der lokalisierten Schwingungsformen in Relation zu den diskreten Schaufeln. In Abhängigkeit vom Phasenversatz zwischen benachbarten Schaufeln ist hierdurch eine robuste Amplitudenreduktion um bis zu 29 % möglich.

M3 - Dissertation

SN - 9783959007047

SN - 3959007043

T3 - Berichte aus dem IDS

CY - Garbsen

ER -