Umströmung reversibler Profile und Profilkaskaden

In der angestrebten Promotion sollen reversible Profile am Beispiel von S-Profilen untersucht und optimiert werden. Die Umströmung von S-Profilen und S-Profil-Kaskaden erfolgt unter Verwendung numerischer Verfahren mit dem Simulationsprogramm OpenFOAM. Basierend auf den Ergebnissen der CFD-Analysen wird anschließend ein reversibler Axialventilator mit möglichst hohem Wirkungsgrad ausgelegt und experimentell in einem Prüfstand untersucht.

S-Profile besitzen aufgrund ihrer geometrischen Form bereits bei sehr kleinen Anstellwinkeln eine komplexe Charakteristik bezüglich ihrer Umströmung, die  geprägt ist von instationären Ablösungen und Wiederanhaften dieser Ablösungen am Profil.  Dieser Umstand führte dazu, dass eine experimentelle Untersuchung mittels Prüfstand in den vergangenen Jahrzehnten ein äußerst komplexes Unterfangen darstellte und somit bis heute auch nur sehr wenige empirische Nachforschungen über S-Profile existieren. Ein tiefgreifendes Verständnis der Strömungsphänomene und ihrer Entwicklung in Abhängigkeit variierender Profilparameter wäre jedoch von enormem Vorteil im Hinblick auf vielerlei Anwendungsmöglichkeiten.

Die Reversibilität der S-Profile könnte in Axialventilatoren implementiert werden, um beispielsweise in Belüftungssystemen (z.B. Blower-Door-Test) gezielt einen definierten Luftstrom bidirektional zu fördern. Weiterhin könnte der Einsatz in Pump-Turbinen den Gesamtwirkungsgrad von Gezeiten – oder Pumpspeicherkraftwerken erhöhen.