Ausbau eines automatischen Optimierungsprozesses für die Verdichterauslegung um dynamische Analysen mit der Methode der Finiten Elemente

Abstract

Im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird ein automatisch arbeitender evolutionärer Optimierer für die aerodynamische Verdichterauslegung eingesetzt. In diesem komplexen Prozess wird ein optimaler Kompromiss zwischen unterschiedlichen Anforderungen gesucht, auf die simultan optimiert wird (Mehrziel-Optimierung). Diese Anforderungen können beliebig aus dem Analyseteil des Optimierungskreislaufs gewählt werden. Der Analyseteil für die Zielfunktion ist modular aufgebaut und wird permanent erweitert und verbessert. Im Rahmen der Diplomarbeit wird er durch eine strukturmechanische Analyse erweitert. Folgende Aufgaben werden hierfür bearbeitet: - Definition der notwendigen Steuerparameter für den Analyseprozess; - C-Programmierung eines automatisierten "Pre-Processings" (Modifikation der Schaufelblattgeometrie anhand strukturmechanischer Erfordernisse, insbesondere Hot-to-Cold-Transformation); - C-Programmierung eines automatisierten "Post-Processings" (Analyse) der Resultate der Finite-Elemente-Simulation (FE-Simulation); - Einbettung in die Gesamtprozesskette; - Formulierung von strukturmechanisch relevanten Zielfunktionen; - Durchführung einer Strukturoptimierung anhand eines Beispiel-Rotorblattes. Ziel dieser Arbeit ist eine funktionsfähige und dokumentierte Prozesskette, die eine Optimierung der strukturmechanischen Eigenschaften eines Schaufelblattes ermöglicht. Dies ist ein weiterer Schritt zur Realisierung einer multidisziplinären Optimierung von Verdichtern.