Probabilistische Untersuchung und Detailoptimierung von Rotoren für Turbomaschinen
I. Reuter, T. Weiss, M. Voigt, K. Vogeler, H. Schlums, K.-H. Becker, A. Fischersworring-Bunk
abstract:
An die Komponenten von Turbomaschinen werden die höchsten Zuverlässigkeits- sowie Effizienzanforderungen gestellt. Um eine realitätsnahe Auslegung solcher komplexen Maschinen zu erreichen ist die Anwendung probabilistischer Methoden geeignet. Damit kann der ungewisse Charakter eines Systems bestmöglich während der Auslegung detektiert und im finalen Design berücksichtigt werden. Aufgrund des interdisziplinären Charakters und erhöhten Rechendauer dieser Auslegungsphilosophie war es Ziel des AG Turbo 2020 Vorhaben 1.3.3 (Fkz. 0327719E), die Effizienz und Anwendbarkeit der probabilistischen Untersuchungsmethoden weiter zu steigern und die neu entwickelten sowie die bereits am Lehrstuhl vorhandenen probabilistischen Methoden an Rotorscheiben unter strukturmechanischen Aspekte anzuwenden. Durch die Zuarbeit und dem gegenseitigen Informationsaustausch aus den AG Turbo 2020 Vorhaben 1.3.4 (Fkz. 0327718K) und 1.3.5 (Fkz. 0327718L) der Industriepartner, sind am Lehrstuhl industrienahe und voll automatisierte Prozessketten von der Geometrievariation bis hin zur Lebensdaueranalyse entstanden. Im Fokus stand eine universell einsetzbare Methodik zur Auswertung der probabilistischen Ergebnisse, welche insbesondere bei Geometrievariation den Zugriff auf die statistische Auswertung ermöglicht. Weiterhin wurde eine Prozesskette für die gleichzeitige Berücksichtigung von geometrischen Designgrenzen und Fertigungstoleranzen innerhalb der Auslegung generiert. Die entwickelten/bestehenden Prozesse sowie deterministischen Modelle münden schließlich in einer probabilistischen Bewertung der Rotorscheiben hinsichtlich deren Sensitivitäten und einer stochastischen Systemverbesserung.
reference:
I. Reuter, T. Weiss, M. Voigt, K. Vogeler, H. Schlums, K.-H. Becker, A. Fischersworring-Bunk:
"Probabilistische Untersuchung und Detailoptimierung von Rotoren für Turbomaschinen",
Tagungsband zum 14. Statusseminar der AG Turbo, DLR Köln-Porz, 2014.