 | Schwermer T. Experimentelle Untersuchung des dynamischen Strömungsabrisses an einem Rotor mit axialer Zustromung: Diss. … Dr.-Ing. / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, Göttingen. – Köln: DLR, 2018. - XVI, 157,[3] S.: Ill. - (Forschungsbericht; 2018-14). - Res. auch engl. - Literaturverz.: S.133-145. - ISSN 1434-8454
Шифр: (Pr 1120/2018-14) 02
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Nomenklatur .................................................. xiii
1 Einleitung ................................................. 1
1.1 Der dynamische Strömungsabriss ............................. 4
1.2 Literatur und Stand der Technik ............................ 8
1.2.1 Frühe Arbeiten ...................................... 9
1.2.2 Dynamic Stall an nickenden Profilen und Flügeln .... 12
1.2.3 Dynamic Stall im rotierenden System ................ 14
1.3 Motivation ................................................ 21
2 Entwicklung eines Prinzipexperiments ...................... 25
2.1 Der Rotorteststand ........................................ 29
2.2 Design des Rotorkopfes .................................... 33
2.3 Design der Rotorblätter ................................... 34
2.4 Lastvorhersagen ........................................... 35
2.4.1 Numerische Strömungssimulationen ................... 36
2.4.2 Lastfälle .......................................... 38
2.5 Festigkeitsnachweis ....................................... 41
2.5.1 Berechnung ......................................... 41
2.5.2 Zulassungsversuche: Experimentelle Nachweise ....... 43
2.6 Betriebsgrenzen ........................................... 47
2.6.1 Lastkriterien ...................................... 47
2.6.2 Stabilitätskriterien ............................... 48
2.7 Betrieb des RTG ........................................... 50
2.7.1 Tracking ........................................... 51
2.7.2 Wartung ............................................ 52
2.7.3 Optimierung ........................................ 52
3 Experimentelle Methoden ................................... 57
3.1 Dynamische Strömungsablösung an Modellrotoren ............. 57
3.2 Messtechnik im rotierenden System ......................... 58
3.2.1 Instrumentierung ................................... 58
3.2.2 Kalibration und Messgenauigkeit .................... 65
3.2.3 Datenerfassung im rotierenden System ............... 68
3.3 Messtechnik im stationären System ......................... 71
3.3.1 Particle Image Velocimetry ......................... 72
3.3.2 Strömungsvisualisierung mit tufts .................. 80
3.3.3 Rotorblattverformung ............................... 81
3.4 Versuchsdurchführung ...................................... 83
4 Experimentelle Ergebnisse und Diskussion .................. 87
4.1 Kollektive Polare ......................................... 88
4.2 Dynamic Stall im Schwebeversuch? .......................... 90
4.3 Zeitliche Entwicklung ..................................... 96
4.3.1 Strömungsfelder .................................... 96
4.3.2 Oberflächendrücke .................................. 98
4.4 Spannweitige Phänomene ................................... 102
4.4.1 Klassifizierung des Dynamic Stalls ................ 102
4.4.2 Spannweitige Strömungskomponente .................. 110
4.4.3 Zirkulation ....................................... 116
4.5 Einfluss des mittleren Steuerwinkels ..................... 119
4.6 Laminar-turbulente Grenzschichttransition ................ 122
4.7 Modelldeformation ........................................ 124
5 Zusammenfassung und Ausblick ............................. 129
Literaturverzeichnis .......................................... 133
Abbildungsverzeichnis ......................................... 147
Tabellenverzeichnis ........................................... 151
A Stoffwerte der Luft ......................................... 153
Lebenslauf .................................................... 159
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