Zur Optimierung der Auslegung von Turbomaschinen ist die exakte Kenntnis des in der Maschine vorliegenden Strömungsfeldes eine wesentliche Voraussetzung. Die sinnvolle Ergänzung von experimentellen Arbeiten durch numerische Untersuchungen kann das hierfür erforderliche Verständnis für die Strömungsverhältnisse liefern. Moderne Meßtechniken ermöglichen die Erfassung instationärer Strömungsvorgänge und liefern damit nicht nur einen detaillierten Einblick in die untersuchten Meßebenen, sondern erlauben zusätzlich die Kontrolle komplizierter Berechnungsverfahren. Die mit der Weiterentwicklung der Computer und der Berechnungsverfahren kontinuierlich wachsenden Möglichkeiten der numerischen Strömungssimulation erlauben nicht nur die Kontrolle von Meßergebnissen, sondern gewähren zusätzlich einen Einblick in Strömungsvorgänge die meßtechnisch unzugänglich sind.
Im Rahmen dieser Veröffentlichung wird die erfolgreiche Zusammenarbeit meßtechnischer und numerischer Untersuchungen einer Turbomaschine am Beispiel der Strömungsuntersuchung in einem hydrodynamischen Wandler dokumentiert.
Zwischen den beiden Laufrädern des Wandlers wurden die zeitlich veränderlichen Druckverläufe gemessen. Kern des hierzu eingesetzten Meßsystems bildet eine als Ersatz für die empfindlichen Heißfilmsonden entwickelte miniaturisierte, schnell ansprechende Drucksonde. Parallel dazu wurde ein Finite-Volumen-Verfahren entwickelt, mit dem die inkompressible, dreidimensionale, instationäre Strömung in relativ zueinander bewegten Komponenten einer Turbomaschine berechnet werden kann. Mit diesem Verfahren ist die Strömung im Bereich der Pumpe und der Turbine simuliert worden.
Der Vergleich der berechneten Drehmomente mit den Werten einer gemessenen Kennlinie sowie die Gegenüberstellung der berechneten Meridian-und Umfangsgeschwindigkeiten mit den entsprechenden gemessenen Werten zeigen gute Übereinstimmungen. Rechnung und Messung in der Ebene zwischen Pumpe und Turbine beweisen, daß die experimentelle Analyse der Pumpenströmung durch die Computerberechnung ersetzt werden darf.