@phdthesis{Amtsfeld, author = {Amtsfeld, Philipp}, title = {Methoden f{\"u}r die beschleunigte aerodynamische Optimierung von Turbinenschaufeln}, publisher = {Shaker Verlag}, address = {Aachen}, isbn = {978-3-8440-5911-3}, pages = {xii, 144}, abstract = {Ziele der Flugtriebwerksentwicklung sind u.a. die Auslegung von noch effizienteren Triebwerken und die Reduktion des Aufwands daf{\"u}r. Durch automatisierte Entwurfsprozesse kann beides erreicht werden. In dieser Arbeit werden solche Prozesse f{\"u}r den aerodynamischen Turbinenschaufelentwurf als Teilaufgabe des Gesamttriebwerksentwurfs betrachtet und Methoden f{\"u}r die schnelle aerodynamische 2D- und 3D-Optimierung von Turbinenschaufeln in einem industriellen Umfeld untersucht. Dazu werden die betrachteten Entwurfsaufgaben als nichtlineare Optimierungsprobleme aufgefasst. Es werden parametrische Modelle der Geometrie sowie automatisierte Entwurfsevaluationen entwickelt. Diese werden mit vorhandenen Methoden aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen zu automatisierten Optimierungsprozessen kombiniert. Eine Entwurfsaufgabe ist die aerodynamische Auslegung einer Schaufelsektion. Daf{\"u}r werden die industriellen Entwurfsanforderungen formalisiert und ein automatisierter Entwurfsprozess entwickelt, welcher dieselben zertifizierten Programme wie beim manuellen Entwurf verwendet. Hiermit kann der Profilentwurf schnell und mit wenig manuellem Aufwand erfolgen und f{\"u}hrt zu deutlich verbesserten Profilen. Bei der aerodynamischen 3D-Optimierung einer Turbinenschaufel zeigt sich, dass aufgrund der h{\"o}heren Komplexit{\"a}t weitere Verbesserungen erforderlich sind. 3D-Str{\"o}mungssimulationen werden mit einem GPU-Str{\"o}mungsl{\"o}ser beschleunigt. Mit einer Methode zur Reduktion der Entwurfsvariablen werden die einflussreichsten identifiziert und damit das Optimierungsproblem vereinfacht. Außerdem wird ein st{\"a}rker auf das Optimierungsproblem spezialisierter Optimierer verwendet. Somit gelingt auch f{\"u}r den 3D-Turbinenschaufelentwurf ein erfolgreicher Optimierungsprozess.}, language = {de} }