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Fan casing contouring under consideration of aeroacoustics, mechanics, aeroelasticity and whole engine performance

Aulich, Anne-Laure und Sauer, Tim und Iseni, Senad und Moreau, Antoine und Peitsch, Dieter und Mailach, Ronald und Micallef, Derek und Enghardt, Lars und Nicke, Eberhard (2015) Fan casing contouring under consideration of aeroacoustics, mechanics, aeroelasticity and whole engine performance. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015, 2015-09-22 - 2015-09-24, Rostock.

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Kurzfassung

Aircraft propulsion will continue to rely on gas turbine technology for the next decades to come. Thus, to achieve environmental agreements, ensure engine safety and retain economic competitiveness, ongoing development with a multidisciplinary design approach is indispensable. In the present study the multi criteria analysis of the fan, a decisive component in modern aero engines, is examined. In particular the interaction of the fan blades with the fan casing is analyzed and an appropriate design approach including automatic optimization is used. As one part of the disciplines conjunction an automated aeroacoustic approach is realized. The aerodynamic and acoustic fitness functions and constraints are based on Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) simulations of the fan stage. A fast analytical prediction tool for fan noise, PropNoise, which has been under development since recent years and already validated on several test cases, is used. Preliminary studies have shown that the flow in the rotor tip region is a major contributor to the broadband noise emission. Based on this, the optimization process focuses on the variation of the casing contour around the fan blades. The impact of the modified flow field in the rotor tip region concerning the aeroelastic behavior is also investigated. As aeroelastic evaluation requires a high level of know-how and is very time consuming, it is linked to the optimization process chain by a discrete evaluation of selected members. This allows a simultaneous adjustment of the design in case of aeroelastic issues. Furthermore, the impact of the fan modifications regarding the overall engine performance is evaluated. Off-design cycle calculations allow incorporating such detailed studies in a global engine optimization.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/99622/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Fan casing contouring under consideration of aeroacoustics, mechanics, aeroelasticity and whole engine performance
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Aulich, Anne-LaureDLR, KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sauer, TimTU-BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Iseni, SenadRU-BochumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moreau, AntoineDLR, BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peitsch, DieterTU-BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mailach, RonaldRU-BochumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Micallef, DerekRU-BochumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Enghardt, LarsDLR, BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nicke, EberhardDLR, KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 November 2015
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Fan casing contouring, optimization, acoustics, flutter prediction, whole engine performance
Veranstaltungstitel:Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015
Veranstaltungsort:Rostock
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:22 September 2015
Veranstaltungsende:24 September 2015
Veranstalter :Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Engine Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Verdichtertechnologien (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Fan- und Verdichter
Institut für Antriebstechnik > Triebwerksakustik
Hinterlegt von: Aulich, Anne-Laure
Hinterlegt am:18 Nov 2015 15:55
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:05

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