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Auslegung

Auslegungskompetenzen

    • Axialmaschinen: Lüfter, Verdichter, Turbinen, Diffusoren
    • Radialmaschinen: Verdichter, Turbinen, Vorleitgitter, Spiralen, Diffusoren

    Beschreibung

    Der Auslegungsprozess von Strömungsmaschinen ist in mehrere Schritte unterteilt die alle am TFD durchgeführt werden können.  Bild 1 zeigt die Auslegungsprozesskette, während die Bilder 2-5 den Auslegungsprozess am Beispiel eines Vorleitgitters eines Abgasturboladerverdichters veranschaulichen.

    Grundlegende Maschinenparameter ( z.B. Maschinentyp, Größe, Drehzahl, Stufenzahl, Schaufelzahl etc.)   werden im Entwurfsprozess (Preliminary Design) aufgrund vereinfachter Modelle festgelegt. In der Leistungsprognose können die Betriebseigenschaften der Maschine, basierend auf der Entwurfsgrundlage, vereinfacht abgeschätzt werden. Im Entwurf werden die Hauptmaschinenparameter festgelegt. Die verwendeten Modelle des Entwurfsprozesses und der Leistungsprognose vereinen analytische Methoden mit empirischen Modellen, die auf den jeweiligen Maschinentyp angepasst werden müssen.

    Im Detaildesign wird der Entwurf der Maschine konkretisiert und eine 3D Geometrie entwickelt. Diese Geometrie wird mit Hilfe von 3D Fluid- und Struktur- Simulation untersucht. Aus den Ergebnissen der Simulationen können Verbesserungsmöglichkeiten für die Maschinen abgeleitet werden, die sich in jedem Schritt der Entwurfskette einbringen lassen.

    Nachdem die notwendigen Optimierungsschritte durchgeführt wurden, kann ein Prototyp konstruiert, gebaut und experimentell untersucht werden. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchung dienen anschließend zur Validierung des Auslegungsprozesses und fließen in eine Verbesserung der Auslegungsmodelle ein.

    Für die Vorauslegung und das „Detailed Design“ stehen am TFD mehrere kommerzielle Auslegungssoftwares zur Verfügung, die durch zum Teil langjährige Anwendung  in der Industrie ihre Gültigkeit für einen weiten Bereich von Maschinentypen bestätigt haben. Dazu gehört das Software Paket CONCEPTS NREC sowie die implementierten Softwaretools in den Produkten von ANSYS und NUMECA. Zusätzlich verfügt das TFD über eigene Modelle zur Auslegung und Leistungsprognose für viele Maschinentypen und Anwendungsbereiche.

    Für die Simulation und Konstruktion stehen am TFD mehrere kommerzielle und nichtkommerzielle Softwarepakete zur Verfügung siehe CFD, FSI, CAA.

       Auslegungswerkzeuge

      • Auslegung/Entwurf

      o   CONCEPTS NREC

      o   Vista, ANSYS

      o   Auslegungs- und Leistungsprognose-Software des TFD

      • Detaildesign

      o   CONCEPTS NREC

      o   BladeGen, ANSYS

      o   Autoblade/ Fine Design 3D, NUMECA

      o   Solid Edge

      o   NX 8

      o   PTC Creo

      o   Solid Works

       

      Ansprechpartner

      Dipl.-Ing. Thorsten Sextro