Multidisziplinäre Auslegung eines zweieinhalbstufigen Niederdruckverdichters an seiner aerodynamischen Belastungsgrenze

Abstract

In der vorliegenden Arbeit ist die Auslegung eines 2,5-stufigen Niederdruckverdichters mit Hilfe von automatisierten Optimierungsmethoden dargelegt. Im Fokus steht dabei eine multidisziplinäre Multi-Fidelity-Optimierung, deren hohe Komplexität mit 264 freien Designparametern und über 20 kritischen Restriktionen ein weltweites Alleinstellungsmerkmal darstellt. Das Ergebnis dieser Optimierung spiegelt die an den Verdichter gestellten hohen Anforderungen wider, deren vollumfängliche Erfüllung außerhalb der physikalischen Grenzen liegt. Dennoch werden alle festigkeitsrelevanten Restriktionen eingehalten und hohe Wirkungsgrade erzielt. Die Arbeit zeigt, dass automatisierte Optimierungen als modernes Werkzeug zur Bewältigung komplexer Auslegungsaufgaben im Maschinenbau und insbesondere bei Komponenten von Fluggastriebwerken eingesetzt werden können und in Verbindung mit dem Fach- und Expertenwissen des Auslegungsingenieurs der Erfahrungsraum überschritten werden kann.