Turbomaschinen für Hydrogen Technologien, Teil-vorhaben: 1.4a, 3.4, 4.3b, 4.6a, 4.7a und 4.9 komplexe Simulationsverfahren

Description: Um die Ziele des 7. Energieforschungsprogramms effizient und schnell realisieren zu können, sollen im AG Turbo Verbundprojekt Turbomaschinen für Hydrogen-Technologien (TurboHyTec) nachfolgende technologische Fragestellungen untersucht werden: Wasserstoffanwendungen sind von zentraler Bedeutung, sowohl bei der Ausweitung von Energie-Speicherkapazitäten, als auch bei der Rückverstromung (mittels Gasturbine oder Brennstoffzelle). Eine zukünftige Optimierung von Radialverdichter mit Volute zur Luftversorgung von Brennstoffzellen soll mittels aerodynamischer Simulation mit verbesserter Druckverlustbestimmung erfolgen (AP 1.4). Für eine stabile Stromversorgung sind Flexibilisierung im Betrieb von Kraftwerken und damit von deren Turbomaschinen von zentraler Bedeutung. Durch neu entwickelte effiziente SAS- und Thermal-Analysen für Verdichter sollen dann bei zukünftigen Verdichterauslegungen Stabilität und Wirkungsgrad erhöht werden (AP 3.4). Digitalisierung ist von zentraler Bedeutung über den gesamten Produktlebenszyklus einer Turbomaschine. Für weitere Effizienzsteigerungen und Flexibilisierungen im Betrieb sind disziplinübergreifende Auslegungsmethoden und Simulationen Voraussetzung, wie in AP4.3 Auslegungsmethoden zur Scheibenauslegung Turbine, basierend auf probabilistischen Methoden mit dem Einsatz mathematischer Ersatzmodelle und künstlicher Intelligenz (KI), in AP4.6 die Bereitstellung eines validierten Prozesses für skalenauflösende Kaskadensimulationen mit dem Fokus auf der Netz-generierung für diese Simulationen, in AP4.7 die Entwicklung einer Vorgehensweise zur simultanen nichtlineardynamischen Optimierung der Dämpfungswirkung durch die Außendeckbänder und Unterplattformdämpfer von Niederdruckturbinenlaufstufen unter Berücksichtigung von Energietransfer und in AP4.9 die Erstellung eines ergonomischen Gesamtprozesses für probabilistische Bewertungen, beginnend bei der Datenvorbereitung bis zur statistischen Nachbereitung der Ergebnisse.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Brennstoffzelle ? Stromversorgung ? Wasserstoff ? Solarthermisches Kraftwerk ? Digitalisierung ? Gasturbine ? Bewertungsverfahren ? Künstliche Intelligenz ? Wirkungsgrad ? Produktlebenszyklus ? Probabilistische Methode ? Energiespeicherkapazität ?

Region: Bayern

Bounding boxes: 12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• MAN Energy Solutions SE (Mitwirkende)
• MTU Aero Engines (Betreiber*in)
• Technische Universität Dresden (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-10-01 - 2027-03-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub-projects: 1.4a, 3.4, 4.3b, 4.6a, 4.7a and 4.9 complex simulation methods
  Description: In order to be able to realize the goals of the 7th Energy Research Program efficiently and quickly, the following technological issues are to be investigated in the WG Turbo joint project Turbomachinery for Hydrogen Technologies (TurboHyTec): Hydrogen applications are of central importance, both for the expansion of energy storage capacities and for reconversion into electricity (by means of gas turbines or fuel cells). A future optimization of centrifugal compressors with volute for the air supply of fuel cells is to be carried out by means of aerodynamic simulation with improved pressure loss determination (WP 1.4). Flexibility in the operation of power plants and thus of their turbomachinery is of central importance for a stable power supply. Newly developed efficient SAS and thermal analyses for compressors are to increase stability and efficiency in future compressor designs (WP 3.4). Digitalization is of central importance throughout the entire product life cycle of a turbomachine. For further increases in efficiency and flexibility in operation, cross-disciplinary design methods and simulations are a prerequisite, such as in WP4.3 design methods for turbine disk design, based on probabilistic methods with the use of mathematical surrogate models and artificial intelligence (AI), in WP4.6 the provision of a validated process for scale-resolving cascade simulations with a focus on mesh generation for these simulations, in WP4.7 the development of a procedure for simultaneous nonlinear dynamic optimization of the damping effect by the outer deck bands and lower platform dampers of low-pressure turbine stages under consideration of energy transfer and in AP4.9 the creation of an ergonomic overall process for probabilistic evaluations, starting with data preparation up to statistical post-processing of the results. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124544

Status

Aktiv

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