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Design and Application of a Multi-Disciplinary Pre-Design Process for Novel Engine Concepts

Reitenbach, Stanislaus und Krumme, Alexander und Behrendt, Thomas und Schnös, Markus und Schmidt, Thomas und Hönig, Sandrine und Mischke, Robert und Moerland, Erwin (2018) Design and Application of a Multi-Disciplinary Pre-Design Process for Novel Engine Concepts. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 141 (1). American Society of Mechanical Engineers (ASME). doi: 10.1115/1.4040750. ISSN 0742-4795.

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Kurzfassung

The purpose of this paper is to present a multidisciplinary predesign process and its application to three aero-engine models. First, a twin spool mixed flow turbofan engine model is created for validation purposes. The second and third engine models investigated comprise future engine concepts: a counter rotating open rotor (CROR) and an ultrahigh bypass turbofan. The turbofan used for validation is based on publicly available reference data from manufacturing and emission certification. At first, the identified interfaces and constraints of the entire predesign process are presented. An important factor of complexity in this highly iterative procedure is the intricate data flow, as well as the extensive amount of data transferred between all involved disciplines and among different fidelity levels applied within the design phases. To cope with the inherent complexity, data modeling techniques have been applied to explicitly determine required data structures of those complex systems. The resulting data model characterizing the components of a gas turbine and their relationships in the design process is presented in detail. Based on the data model, the entire engine predesign process is presented. Starting with the definition of a flight mission scenario and resulting top level engine requirements, thermodynamic engine performance models are developed. By means of these thermodynamic models, a detailed engine component predesign is conducted. The aerodynamic and structural design of the engine components are executed using a stepwise increase in level of detail and are continuously evaluated in context of the overall engine system.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/126225/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Design and Application of a Multi-Disciplinary Pre-Design Process for Novel Engine Concepts
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Reitenbach, StanislausStanislaus.Reitenbach (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krumme, Alexanderalexander.krumme (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Behrendt, ThomasThomas.Behrendt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4154-3277NICHT SPEZIFIZIERT
Schnös, MarkusMarkus.Schnoes (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, Thomasthomas.schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hönig, Sandrinesandrine.hoenig (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mischke, RobertRobert.Mischke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3419-4897NICHT SPEZIFIZIERT
Moerland, ErwinErwin.Moerland (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4818-936XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 September 2018
Erschienen in:Journal of Engineering for Gas Turbines and Power
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:141
DOI:10.1115/1.4040750
Verlag:American Society of Mechanical Engineers (ASME)
ISSN:0742-4795
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Performance, Multi-Fidelity, Zooming, GTlab, Vorentwurf, pre-design, Multidisziplinär, multi-disciplinary, Engine, Novel Engine Concepts, Compressor, Combustor, Turbine, Counter Rotating Open Rotor, Turbofan, Ultra High Bypass Turbofan, Aerodynamik, Mechanical Design, Datenmodell, Prozess
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
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Institut für Antriebstechnik > Turbine
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Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Keramische Verbundstrukturen
Institut für Simulations- und Softwaretechnik > Verteilte Systeme und Komponentensoftware
Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt > Flugzeugentwurf und Systemintegration
Hinterlegt von: Reitenbach, Stanislaus
Hinterlegt am:29 Jan 2019 10:19
Letzte Änderung:08 Nov 2023 14:15

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