@phdthesis{Keskin2006, author = {Keskin, Akin}, title = {Process integration and automated multi-objective optimization supporting aerodynamic compressor design}, isbn = {978-3-8322-5875-7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-484}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2006}, abstract = {Nowadays industrial aerodynamic compressor design is based on mature computer programs developed during several decades. State of the art is to split the complex design process into subsequent design subtasks which are solved by different experts via time-consuming parameter studies. Isolated design of subproblems based on human intuition, however, will result in sub-optimal solutions only. Due to the increasing demand on higher aero engine performance and design cycle time reduction the aspects of process integration and automation as well as numerical optimization become more and more important in today's aerodynamic compressor design. The intention of this work is to show how process integration and optimization can be used efficiently to support engineering design work in optimal solution finding. Since the aerodynamic compressor design is characterized by many design parameters, multiple constraints and contradicting objectives, multi-objective optimization is used to find Pareto-optimal solutions from which the design engineer can choose trade-offs for his particular design problem. The improvements in terms of process acceleration and design optimization are demonstrated for three selected, but typical industrial engineering design tasks required in three different design phases of the aerodynamic compressor design process, namely preliminary design, throughflow off-design, and blading procedure.}, subject = {Verdichter; Aerodynamik; Optimierung; Verdichterauslegung; Aerodynamik; Mehrkriterien-Optimierung; Prozessintegration; Compressor design; Aerodynamics; Multi-objective optimization; Process integration}, language = {en} } @phdthesis{Sommer2011, author = {Sommer, Lars}, title = {Geometrieparametrisierungen f{\"u}r die aerodynamische Optimierung von Verdichterschaufelsektionen unter besonderer Ber{\"u}cksichtigung der Kr{\"u}mmung}, isbn = {978-3-8440-0743-5}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-23640}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2011}, abstract = {Auf dem Gebiet der Prozessintegration und automatisierten Optimierung von Bauteilen nimmt die Triebwerksindustrie eine Vorreiterrolle ein. Insbesondere die aerodynamische Optimierung von Triebwerksschaufeln kann, dank umfangreicher Forschungs- und Entwicklungsarbeit, seit einiger Zeit als Stand der Technik bezeichnet werden. Auf diese Art ist es m{\"o}glich, trotz k{\"u}rzer werdender Entwicklungszeiten immer effizientere Schaufeln zu entwerfen, die ihren Beitrag zur notwendigen Reduktion der im Triebwerk produzierten CO2-Emission liefern. Ein wichtiger Schritt beim Schaufelentwurf ist die automatisierte Mehrkriterien-Optimierung einzelner Schaufelsektionen. Hierf{\"u}r sind geeignete Profilparametrisierungen notwendig, die einerseits gen{\"u}gend Entwurfsfreiheiten bieten, andererseits ohne manuelle Nachbearbeitung sinnvolle Profile liefern. In der vorliegenden Arbeit werden daher drei grunds{\"a}tzlich verschiedene M{\"o}glichkeiten zur automatisierten parametrischen Schaufelprofilerzeugung entwickelt. Im Unterschied zu den meisten bisher vorhandenen Parametrisierungen ist allen drei Methoden gemein, dass die entstandenen Profile stets kr{\"u}mmungsstetig sind. Lediglich beim {\"U}bergang zur kreisf{\"o}rmigen Hinterkante wird Tangentenstetigkeit als ausreichend angesehen. Durch diese Vorgehensweise k{\"o}nnen, anders als vorher, sehr g{\"u}nstige Geschwindigkeitsverl{\"a}ufe an Saug- und Druckseite ohne {\"U}berh{\"o}hungen an der Vorderkante erreicht werden. Innerhalb eines auf einem Hochleistungs-Rechen-Cluster parallelisierten Mehrkriterien-Optimierungsprozesses, in dem beispielhaft der Mittelschnitt eines Stators einer Hochdruckverdichterstufe aerodynamisch optimiert wird, werden die drei Methoden anschließend miteinander verglichen. Es kann gezeigt werden, dass alle drei Parametrisierungen zu Profilen f{\"u}hren, die bez{\"u}glich ihrer aerodynamischen Verluste deutlich besser sind als ein manuell entworfenes Referenzprofil.}, subject = {Propfan; Verdichter; Radschaufel; Aerodynamik; Mehrkriterielle Optimierung; Parametrisierung; Optimierung; Prozessintegration; Rolling-Ball-Algorithmus; Verdichterschaufelentwurf; Parameterization; Optimization; Prozess integration; Rolling-ball-algorithm; Compressor blade design}, language = {de} } @phdthesis{Otto2009, author = {Otto, Dierk}, title = {Ein Beitrag zur interdisziplin{\"a}ren Prozessintegration und automatischen Mehrzieloptimierung am Beispiel einer Verdichterrotorschaufel}, isbn = {978-3-8322-8572-2}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-11397}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2009}, abstract = {Im Unterschied zu den letzten Jahrzehnten m{\"u}ssen bei der derzeitigen und zuk{\"u}nftigen Verdichterauslegung die einzelnen Teilbereiche des Entwurfsprozesses wie aerodynamische Auslegung, Konstruktion und Festigkeitsanalyse, immer enger miteinander verzahnt werden. Grund daf{\"u}r sind die gestellten Forderungen der Flugzeughersteller nach Triebwerksgenerationen mit, im Vergleich zu vorangegangenen Triebwerken, weniger Verbrauch und l{\"a}ngeren Laufzeiten bzw. Wartungsintervallen. Um diese Anforderungen umsetzen zu k{\"o}nnen, werden Verdichterschaufeln entwickelt, die sich in der Regel in Form sowie aerodynamischen und strukturmechanischen Verhalten von fr{\"u}heren Entw{\"u}rfen unterscheiden. Der daf{\"u}r ben{\"o}tigte Entwurfsprozess soll hinsichtlich der Zeit so kurz wie m{\"o}glich werden. Um die aufgez{\"a}hlten Punkte erf{\"u}llen zu k{\"o}nnen, ist der Einsatz von interdisziplin{\"a}rer Optimierung am erfolgversprechendsten, wof{\"u}r zum einen die einzelnen Teilschritte in einen automatisch ablaufenden Prozess eingebetet und zum anderen die einzelnen Entwurfskriterien erfasst und mathematisch formalisiert werden m{\"u}ssen. In der vorliegenden Arbeit soll ein Weg zur interdisziplin{\"a}ren Prozessintegration und eine darauf aufsetzende Mehrzieloptimierung mit Kriterien aus den einzelnen Teilbereichen der Auslegung aufgezeigt werden. Dabei wird sowohl auf verschiedene Probleme n{\"a}her eingegangen und L{\"o}sungsans{\"a}tze aufgezeigt, als auch einzelne Auslegungskriterien vorgestellt sowie formalisiert. Der automatisierte Auslegungsprozess wird exemplarisch auf eine Verdichterrotorschaufel mit zugeh{\"o}rigen aerodynamischen und strukturmechanischen Kriterien angewendet. Die einzelnen Optimierungsziele stammen aus beiden Auslegungsteilbereichen und werden gleichberechtigt betrachtet, wodurch eine echte interdisziplin{\"a}re Mehrzieloptimierung zur Anwendung kommt.}, subject = {Axialverdichter; Optimierung; Interdisziplin{\"a}r; Prozessintegration; Datentransfer; Mehrzieloptimierung; Verdichterauslegung; Multidisciplinary; Process integration; Data transfer; Multi-objective optimisation; Compressor blade design}, language = {de} }