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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 15 / Maschinenbau  → Institut für Thermische Energietechnik (ITE)  → Fachgebiet Strömungsmaschinen  → Dissertationen 

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Title: Konzeption, Implementierung und Anwendung eines automatisierten aerothermodynamischen Vorentwurfsprozesses für Axialturbinen
Authors: Krumme, Alexander
???metadata.dc.subject.swd???: TurbineStrömungsmaschine
???metadata.dc.subject.ddc???: 620 - Ingenieurwissenschaften (Engineering and allied operations)
Issue Date: 6-Jul-2016
Abstract: In dieser Arbeit wird ein Prozess für den frühen aerothermodynamischen Entwurf von Axialturbinen konzipiert und durch Kopplung einzelner Computerprogramme im DLR Göttingen realisiert. Speziell für die Erstauslegung von Geometrien und die Vorhersage von globalen Leistungsdaten beliebiger Axialturbinen wurde ein neues Programm erzeugt. Dessen effiziente Anwendung wird mit einer zu diesem Zweck konzipierten grafischen Entwurfsumgebung ausgeführt. Kennzeichnend für den Vorentwurfsprozess in dieser Arbeit ist die Anwendung von ein- und zweidimensionaler Strömungssimulation sowie der hohe Grad an Verknüpfung der verwendeten Programme sowohl auf prozesstechnischer wie auch auf datentechnischer Ebene. Dabei soll dem sehr frühen Entwurf eine deutlich stärkere Rolle zukommen als bisher üblich und im Gegenzug die Entwurfszeit mit höher auflösenden Vorentwurfsprogrammen reduziert werden. Die Anwendung der einzelnen Programme im Rahmen von Subprozessen wird anhand von exemplarischen Turbinenkonfigurationen in der Arbeit ebenso dargestellt, wie die Validierung des gesamten Entwurfsprozesses anhand der Auslegung einer folgend realisierten und erfolgreich operierenden Axialturbine eines Triebwerkssimulators für Flugzeug-Windkanalmodelle (TPS). Neben der Erleichterung von manueller Entwurfstätigkeit durch grafische Benutzerinteraktion kommt in einzelnen Subprozessen eine automatisierte Mehrziel-Optimierung zum Einsatz.Within the scope of this thesis, a process for early aerothermal design of axial turbines is developed and subsequently implemented by coupling individual computer programs at German Aerospace Center DLR Göttingen. A new program was developed especially for initial, from scratch design of turbine geometries and to predict global turbine performance. Its efficient application is supported by a specifically developed graphical design environment. Characteristic of the predesign process developed herein is the use of one- and two-dimensional CFD methods as well as the high level of logical and data linkage between all computer programs used. Especially the very early design phase shall play a bigger role compared to usual design, which at the same time implies a reduction in use time and relevance of higher order predesign methods. The application of individual programs within subprocesses is demonstrated by means of exemplary turbine designs. Additionally, a validation of the complete process is given by the design of a successfully operated axial turbine of a turbine propulsion simulator (TPS) for large scale airframe models in wind tunnel experiments. Beside facilitating the manual design work by providing graphical user interaction, several subprocesses include the application of automated multiobjective optimisation.
URI: urn:nbn:de:hebis:34-2016070650568
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