Das Projekt "Teilvorhaben 1.3.5 Instationäre Auslegung transonischer Axialverdichter für Gasturbinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Antriebstechnik durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, eine hoch belastete, für hohen Wirkungsgrad und hohe Stabilität optimierte Konfiguration eines transsonischen Verdichters unter dem Aspekt der instationären Aerodynamik und der Aeroelastik zu untersuchen. Die Inhalte dieses Vorhabens stehen in engem Zusammenhang zu den Vorhaben 1.2.6a und b, welche auf die experimentelle Untersuchung abzielen. Zum Einen sollen die Ergebnisse bei der Auslegung der Beschaufelung berücksichtigt werden, zum Anderen sollen sie bei der Durchführung der Messaufgaben unterstützen. 1) In der ersten Phase soll die stationär optimierte Geometrie mit instationären Modellen im Auslegungspunkt analysiert werden. Der Fokus liegt auf der Untersuchung der für den Wirkungsgrad im Auslegungspunkt relevanten Interaktionseffekte. 2) Erweiterung auf die Bewertung der aerodynamischen Stabilität, hierzu sind Drehzahl Kennlinien bei verschiedenen Drehzahlen und IGV-Stellung zu berechnen und die, die Stabilität bestimmenden Effekte im Vergleich zu den stationären Modellen zu analysieren. 3) Analyse des aeroelastischen Verhaltens der Beschaufelung und gegebenenfalls entsprechende Modifikation des Designs mittels AP4. 4) Implementierung einer effizienten Aeroelastik Prozesskette in die automatisierte Optimierung 5) Verbesserung von Modellen zur effizienten zeitgenauen Berechnung der Schaufelreihen-Interaktion.
Das Projekt "Projekt 1.1.10 Effiziente, robuste Optimierungsstrategien in hoch dimensionalen Räumen (Antwortflächenverfahren)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Antriebstechnik durchgeführt. Vorhabenziel: Ein Weg, um eine weitere Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung bei der Entwicklung von Turbomaschinen zu erreichen, ist die Verbesserung des räumlichen transsonischen Schaufelentwurfes und deren robusten Umsetzung in der industriellen Praxis. Mit diesen leistungsgesteigerten bzw. wirkungsgradoptimierten Komponenten werden notwendige Voraussetzungen für den Aufbau von Kraftwerksprozessen mit maximalem Systemwirkungsgrad und minimiertem CO2-Ausstoß geschaffen. Hauptziel dieses Vorhabens ist die Weiterentwicklung der Antwortflächen-Optimierungstechnologie, welche in den letzten 10 Jahren im Institut für Antriebstechnik entwickelt wurde. 2. Arbeitsplanung: Die folgenden Arbeitspakete sind geplant: und in der Leistungsbeschreibung ausführlich beschrieben: a) Entwicklung der Optimierungsstrategie für Ersatzmodellparameter; b) Entwicklung und Test neuer Methoden und Zielfunktionen zum Training von Ersatzmodellen; c) Einsatz von multy-fidelity Ersatzmodellen; d) Entwicklung und Test neuer Optimierungsstrategien, Zielfunktionen und Auswahlkriterien auf den trainierten Ersatzmodellen; e) Aufbau und Einbindung der Aeroelastik-Prozesskette; f) Tests von Ersatzmodellparameter-Optimierung und Aeroelastik-Prozesskette anhand von Beispielen der industriellen Praxis; g) Validierung und Dokumentation.
Das Projekt "Smart Blades - Entwicklung und Konstruktion intelligenter Rotorblätter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Physik, ForWind - Zentrum für Windenergieforschung durchgeführt. Durch die Einführung neuartiger Konzepte für intelligente Rotorblätter (Smart Blades) von Windenergieanlagen sollen systematisch die Belastungen gesenkt und der Energieertrag erhöht werden. So können die Energieerzeugungskosten weiter systematisch gesenkt werden, um den raschen Ausbau der On- und Offshore-Windenergie und die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Die Beiträge der Universität Oldenburg im Verbundvorhaben zielen auf grundlegende Erkenntnisse in den Gebieten Turbulenzbeschreibung, Aerodynamik, Aeroelastik, Anlagendynamik sowie Sensorik und Regelung. Konkret werden drei Technologiekonzepte für intelligente Rotorblätter entwickelt, um diese nach Projektabschluss erproben zu können. Methodisch werden analytische und numerische Arbeiten durch aufwändige CFD-Simulationen, Windkanalversuche und Freifeldmessungen mit neuartigen optischen Messverfahren ergänzt. Ein intensiver Austausch im Verbundprojekt ermöglicht die Übertragung von Technologien aus anderen Bereichen (z.B. Luftfahrt) in die Windenergie. Die Arbeitsplanung des vorliegenden Vorhabens umfasst folgende Schritte: - Weiterentwicklung von CFD-Methoden für die Optimierung von intelligenten Rotorblättern durch Kopplung des lokalen 3D-Strömungsfeldes mit flexiblen Blattbewegungen und Ableitung von adjungierten Verfahren, die aus optimierten Strömungsbedingungen die dazu passende Blattgeometrie ableiten, - Entwicklung von schnellen, für die industrielle Entwurfspraxis geeigneten Lastberechnungsmethoden, die wesentliche Details von genauen CFD-Berechnungen mit der Blattelement-Impulstheorie (BEM) kombinieren, - Bereitstellung von hochaufgelösten Messdaten der turbulenten An- und Umströmung von Rotoren und Blattabschnitten für die Validierung der numerischen Strömungsberechnungen sowie der konstruktiven Auslegung der Blätter und Regelungskonzepte, - Ableitung von Regelungs- und Auslegungskonzepten für Windenergieanlagen mit Smart Blades.
Das Projekt "Teilverbundvorhaben 4.1.13 Experimentelle und numerische Untersuchung von aerodynamisch-aeroelastisch optimierten Turbinenschaufelprofilen für sehr hohe Machzahlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Standort Göttingen, Institut für Aeroelastik durchgeführt. Um den Marktanforderungen an gestiegener Betriebsflexibilität und damit einhergehender erhöhter Gefahr von selbsterregten Schaufelschwingungen im Schaufeldesign Rechnung zu tragen, ist die Entwicklung von neuen, kombiniert aerodynamisch und aeroelastisch optimierten Schaufelprofilen bei sehr hohen Machzahlen notwendig. Die Verifizierung der hierfür verwendeten Berechnungsprogramme und der damit ermittelten aerodynamischen und aeroelastischen Eigenschaften dieser Schaufelprofile in klar definierten Experimenten ist für die spätere erfolgreiche Verwendung dieser Auslegungsmethodik in einem Produkt unabdingbar. Jedoch liegen experimentelle Daten zur Flatterermittlung für genau diesen hohen Machzahlbereich bisher nicht vor. Der erste Schwerpunkt dieses Projektes liegt daher in der experimentellen Ermittlung von instationären Druckverteilungen auf Gas- und Dampfturbinenschaufeln, die sich durch die Schwingung einer Schaufel oder der gesamten Schaufelreihe einstellen. Für die Ermittlung der bewegungsinduzierten Druckverteilungen wird der Ringgitter-Prüfstand genutzt. Dieser Prüfstand hat sich bereits bei der Vermessung der Standardkonfigurationen für Aeroelastik erfolgreich bewährt Der zweite Schwerpunkt des Projektes liegt in der Gültigkeitsüberprüfung und der Validierung der numerischen linearisierten Verfahren, die als Standard-Auslegungsmethoden verwendet werden. Der Validierungsprozess wird anhand des Vergleiches zwischen experimentellen und numerischen Daten durchgeführt. Dazu und für diese besonderen Strömungszustände ist es unabdingbar, die Abgrenzung von linearen und nichtlinearen Vorgehensweisen zu bestimmen und die Einsatzgrenze der linearisierter Verfahren bei den sehr hohen Machzahlen zu ermitteln.
Das Projekt "Luftschifftechnologie; Strukturanalyse moderner, umweltvertraeglicher Luftschiffkonzepte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Statik durchgeführt. Ziele:- statische und dynamische Analyse verschiedener Luftschiffgeometrien; - Quantifizierung der Tragfaehigkeit der Luftschiffhuelle, Zusammenwirken der Huelle mit 'starrer' Tragstruktur; - Interaktion von Huelle und Umstroemung, Bestimmung von Grenzgeschwindigkeiten (Flattererscheinungen).