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Abschlussarbeit: Verbesserte Modellierung des Seitenwandbereichs in der aerodynamischen Optimierung von Axialturbinen

Um zukünftige Emissionsziele zu erreichen, müssen Axialturbinen in Flugtriebwerken noch effizienter werden. Dabei tragen Verluste im Seitenwandbereich zu ca. 1/3 zu den Gesamtverlusten bei. Die Reduktion dieser Verluste durch eine möglichst verlustarme Geometriegestaltung ist daher essentiell für die Erhöhung des aerodynamischen Wirkungsgrades. Die geometrische Gestaltung dieses Bereichs erfolgt dabei typischerweise durch aerodynamische Optimierung. Nach aktuellem Stand der Technik werden in der Optimierung gewisse Vereinfachungen getroffen; es besteht ein Potential zu einer verbesserten Modellierung und damit einer besseren Berücksichtigung der realen Geometrie und physikalischen Begebenheiten. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Möglichkeiten zu einer solchen verbesserten Modellierung der Seitenwandbereiche, etwa durch instationäre Optimierung oder eine bessere Abbildung der Wechselwirkung zwischen Seitenwand und Profil, erarbeitet und durch die Optimierung geeigneter Testfälle verifiziert werden.

TASKS

  • Einarbeitung in die Theorie und Praxis der Turbinenoptimierung
  • Erarbeitung und Erprobung von Ansätzen zur Verbesserung der Modellierung des Seitenwandbereichs
  • Durchführung von Optimierungskampagnen mit neuen Lösungsstrategien
  • Bewertung der Optimierungen hinsichtlich aerodynamischer Güte und Rechenaufwand einschließlich aerodynamischer Analyse der Ergebnisse
  • Feststellung und Formulierung physikalischer Zusammenhänge für die Optimierung
  • Konzepterstellung und gegebenenfalls Entwicklung neuer Methoden

REQUIREMENTS

  • Studium im Bereich Maschinenbau, Luft- und Raumfahrttechnik, Mathematik, Physik oder einer vergleichbaren Studienrichtung
  • Fundierte Kenntnisse in der Aerodynamik, speziell für Flugtriebwerke und Axialturbinen
  • Erste Erfahrungen mit 3D-CFD, Netzgenerierung und Optimierung
  • CAD-Kenntnisse (NX) hilfreich
  • Strukturiertes und eigenständiges Arbeiten
  • Team- und Kommunikationsfähigkeit

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