Während des Betriebs eines Strahlentriebwerks verschlechtert sich mit der Zeit dessen Leistung. Dies ist auf den Verschleiß der Beschaufelung zurückzuführen und führt zu einem Anstieg der Betriebskosten. Aus diesem Grund sind Reverse-Engineering-Prozesse erforderlich, um das Verhalten von Triebwerkskomponenten zu bewerten und den Einfluss geometrischer Parameter auf die Leistung zu untersuchen. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Verbesserung der aerodynamischen Leistung eines Strahltriebwerks. Dabei stehen der Fan, der Niederdruck- und der Hochdruckverdichter des Strahltriebwerks im Fokus.
Das IFAS hat eigene MATLAB-Tools entwickelt, um die geometrischen Parameter der Schaufeln zu analysieren, ein 3D-Schaufelmodell zu erstellen, ein CFD-Netz zu generieren und eine Versuchsplanung (Design of Experiments, DoE) durchzuführen. Diese Tools wurden für das V2500-Triebwerk entwickelt und sollen im Rahmen des TinTin-Projekts für die Analyse weiterer Triebwerke modifiziert werden.
Die CFD-Simulationen werden mit einem vom DLR entwickelten 3D-Löser „TRACE“ für instationäre Strömungen durchgeführt. Es wird eine Sensitivitätsanalyse auf der Grundlage einer Versuchsplanung (DoE) durchgeführt, aus der hervorgeht welche geometrischen Parameter der Schaufel den größten Einfluss auf die aerodynamische Leistung haben. Aus diesen Ergebnissen wird anschließend mit Hilfe der Kriging-Methode ein Meta-Modell erstellt. Dieses Meta-Modell ermöglicht die Vorhersage der aerodynamischen Leistung von in einem Rahmen beliebig generierbaren Geometrievarianten.
Siddhartha Kudeti, M.Sc.
Ingo Voissel, M.Sc.