Die effiziente Bereitstellung der Kühlluft, die Verminderung der Dichtungsluft bzw. der Spaltverluste und die optimale Kühlung der thermisch höchst belasteten Wälzlager erfordern hochinnovative Komponenten im Sekundärluft- und Ölsystem, die am Institut für Thermische Strömungsmaschinen mit modernsten Methoden analysiert werden.

Die Ergebnisse fließen anschließend in Form von optimierten Berechnungsmethoden  in den Auslegungsprozess zukünftiger Triebwerke ein und tragen so zur Umsetzung der hochgesteckten Ziele in der Luftfahrt bei.

Leitung: Dr. Rainer Koch

Die Verbesserung der Umweltfreundlichkeit stellt ein wesentliches Ziel für die Entwicklung zukünftiger Gasturbinen dar. Dazu werden neue Verbrennungskonzepte entwickelt, mit denen der Schadstoffanteil im Abgas um bis zu 50 % reduziert werden kann. In Zusammenarbeit mit den Herstellern beschäftigt sich das Institut für Thermische Strömungsmaschinen mit der Konzeption und Optimierung schadstoffarmer Brennkammern für zukünftige Gasturbinen. Mit Lasermeßtechnik werden experimentelle Untersuchungen zur Strömung, Kraftstoffeinspritzung von Flüssigbrennstoffen und Schadstoffbildung durchgeführt. Parallel erfolgt die Entwicklung numerischer Verfahren mit dem Ziel die Schadstoffbildung in Brennkammern vorherzusagen.

Leitung: Dr. Maximilian Elfner

Höchste Wirkungsgrade zukünftiger Gasturbinen lassen sich durch eine weitere Erhöhung der Turbineneintrittstemperatur erzielen. Bereits heute liegen diese Temperaturen weit oberhalb der Schmelztemperatur verfügbarer Materialien für Brennkammer und Turbinenschaufeln, so dass eine intensive Kühlung erforderlich wird. Am Institut für Thermische Strömungsmaschinen werden daher neue Kühlkonzepte mit Hilfe gezielter Experimente und numerischer Untersuchungen entwickelt. Dabei stehen Wärmeübergang, Kühleffektivität sowie eine Optimierung der Aerodynamik im Vordergrund.

Die Energielandschaft unterliegt einem unumkehrbaren Wandel, der durch den technologischen Fortschritt, das wachsende Umweltbewusstsein, ein sich änderndes Verbraucherverhalten, neue Richtlinien, eine veränderte Verfügbarkeit und Preisgestaltung von Brennstoffen, sowie die begrenzte Verfügbarkeit von Ressourcen bedingt ist. Die unmittelbare Kommunikation zwischen "Dingen"  bietet heute die Möglichkeit, intelligente Energiesysteme zu entwickeln  und die Grenzen zwischen der physischen, digitalen und biologischen  Welt aufzulösen. An der Schwelle dieses neuen Forschungszeitalters entwickeln wir neue Methoden zur Lösung komplexer, multivariater Optimierungsprobleme für praktische technische Anwendungen.
 
Unsere aktuelle Forschung konzentriert sich auf fünf Themen: (i) saubere Verbrennungstechnologien, (ii) KI-gestützte, mehrskalige Simulationen  von Transportphänomenen, (iii) Lerntheorie, (iv) KI-gestützte wissenschaftliche Visualisierung  und (v) intelligente Sensoren und Wearables für die Zustandsüberwachung.

Untersuchung, Beurteilung, Auslegung und Beratung bei Aufgabenstellungen in den Bereichen Strömungsmaschinen, Mehrphasenströmungen und allgemeiner strömungstechnischer und strömungsakustischer Probleme in Gebäuden, im Maschinen- und Apparatebau sowie in der Verfahrenstechnik

Herstellung und Kalibrierung von Volumenstrom-Messstrecken

Particle Image Velocimetry (PIV) zur Strömungsvisualisierung

Planung und Herstellung von Ventilator-Prüfständen

Betriebsdatenerfassung an strömungstechnischen Geräten, Ventilatoren und Pumpen

Numerische Simulation (CFD) in bewegten und ruhenden Systemen für stationäre und instationäre Strömungen ein- und mehrphasiger Fluide