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Towards Computational Efficient Fully Coupled Aeroelastic Simulations of Turbomachinery Blades with TRACE and CalculiX

Freimuth, Matthias und Berthold, Christian und Herbst, Florian (2023) Towards Computational Efficient Fully Coupled Aeroelastic Simulations of Turbomachinery Blades with TRACE and CalculiX. International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering (COUPLED PROBLEMS 2023), 2023-06-05 - 2023-06-07, Griechenland. doi: 10.23967/c.coupled.2023.013.

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Offizielle URL: https://www.scipedia.com/public/Ferimuth_et_al_2023b

Kurzfassung

In the industrial design of turbomachinery blades their aeroelastic behaviour is most commonly investigated by methods, that use linearization or rely on unidirectional coupling. To circumvent the limitations of those methods a new fully coupled simulation in the time domain with the structural solver CalculiX and the turbomachinery CFD solver TRACE is currently developed and presented in this paper. The coupling library preCICE is chosen to couple the mentioned elaborated single physics solvers due to its focus on high performance computing applications. Within this work the preCICE adapter for CalculiX has recently been enabled to work with a special CalculiX method, that allows to investigate dedicated eigenforms of the blades or other structural objects. It is furthermore shown that the use of this CalculiX method can lead to a massive speedup for use cases, where the structural dynamics response can be well described by a piece-wise linear approximation within each increment. On the other hand a completely new preCICE adapter for TRACE has been developed and is introduced here. The preCICE-coupled system of CalculiX and TRACE is successfully validated against a TRACE-internal coupling approach by investigating a simple testcase with a NACA profile blade that shows good agreement.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198831/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Towards Computational Efficient Fully Coupled Aeroelastic Simulations of Turbomachinery Blades with TRACE and CalculiX
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Freimuth, MatthiasMTU Aero Engines AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berthold, ChristianChristian.Berthold (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Herbst, FlorianMTU Aero Engines AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.23967/c.coupled.2023.013
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aeroelasticity, Fluid-Structure Interaction (FSI), preCICE, Turbomachinery, CalculiX, TRACE
Veranstaltungstitel:International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering (COUPLED PROBLEMS 2023)
Veranstaltungsort:Griechenland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:5 Juni 2023
Veranstaltungsende:7 Juni 2023
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik
Hinterlegt von: Berthold, Christian
Hinterlegt am:06 Nov 2023 12:40
Letzte Änderung:07 Mai 2024 09:54

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