Forschung und Entwicklung
Nutzer von CFturbo sollen in der Lage sein, in immer kürzerer Zeit die besten Turbomaschinen ihrer Klasse entwerfen zu können, wodurch der Forschung und Entwicklung eine große Bedeutung zukommt.
Unsere Aktivitäten auf diesem Gebiet umfassen nicht nur die Entwicklung von Verfahren, die direkt dem Turbomaschinen-Entwurf dienen und in CFturbo integriert werden können, sondern auch Workflow-Entwicklungen. Letzteres wird immer wichtiger, weil CFturbo im Entwurfsprozess immer in eine Toolkette bestehend aus Erstentwurf, Validierung/ Optimierung und Prototypenentwicklung, eingebunden ist.
CFturbo ist regelmäßig an unterschiedlichen Förderprojekten beteiligt, in der Regel in Kooperation mit deutschen Universitäten/ Hochschulen oder Forschungsinstituten.
Förderprojekte der Sächsischen Aufbaubank
Entwicklung eines Workflows zur automatischen Berechnung von Wärmeübergangskoeffizienten
Die Berechnung von Wärmeübergangskoeffizienten, engl.: Heat Transfer Coefficient (HTC), zwischen Fluiden und Festkörpern ist ein zentraler Bestandteil in vielen ingenieurtechnischen Entwicklungen, da Wärmeübergangskoeffizienten als Eingangsgröße für weitere Berechnungen und Auslegungen benötigt werden.
Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines automatischen Workflows zur Berechnung von lokalen Wärmeübergangskoeffizienten. Bestandteil dabei soll insbesondere auch die korrekte Ermittlung der Referenztemperatur des Fluids Tref sein, da diese einen maßgeblichen Einfluss für die Weiterverwendung der Wärmeübergangskoeffizienten auf nachfolgende Analysen hat.
Entwicklung eines Workflows zur automatischen Qualitätssicherung von numerischen Berechnungsergebnissen
Mit dem immer breiteren Einsatz von Simulationsmethoden geht eine größere Detailtiefe und Komplexität der verwendeten Modelle einher. Das Resultat sind große Datenmengen, die als Input für die Entwicklung benötigt werden und ebenso große Datenmengen, die während der Entwicklung erzeugt und weiterverarbeitet werden. Um diese Daten beherrschen zu können, sind automatische Tools notwendig, die den jeweiligen Nutzern dabei helfen, Daten fehlerfrei zu verarbeiten.
Es soll ein robuster und flexibler Workflow aufgebaut werden, welcher eine vollautomatisierte Qualitätssicherung von numerischen Berechnungsmodellen ermöglicht. Das Ziel ist es dabei, den dafür nötigen manuellen Arbeitsaufwand so weit wie möglich zu minimieren.
Entwicklung eines schnellen Rechenverfahrens für die Auslegung von Strömungsmaschinen basierend auf IBM und LES
Ziel des Vorhabens ist es, innerhalb der CFturbo-Software eine effiziente numerische Berechnung der Strömung in Schaufelkanälen von rotierenden Laufrädern und feststehenden Diffusoren durchzuführen.
Durch Kombination von IBM (Immersed Boundary Method) und LES (Large Eddy Simulation) soll eine schnelle Strömungssimulation ermöglicht werden, die Auswirkungen von Geometrieänderungen direkt sichtbar macht.
Die Entwicklung des Verfahrens erfolgt gemeinsam mit dem Institut für Luft- und Kältetechnik (ILK) Dresden.
Automatische Optimierung von Turbomaschinen
Ziel des Vorhabens ist es, einen auf CFturbo zugeschnittenen, robusten Workflow zu entwickeln. Dieser soll die Einbindung verschiedener Optimierungs- wie auch Simulationstools erlauben, sodass der Nutzer gegenüber einer konventionellen, händischen Optimierung signifikant weniger personelle und zeitliche Ressourcen aufwenden muss.
Der Umfang der notwendigen Anpassungen durch den Anwender soll auf eine überschaubare Anzahl begrenzt werden. Dadurch kann die zeitliche und fachliche Einstiegshürde für Optimierungsworkflows gesenkt und die Akzeptanz für eine automatische Produktoptimierung für kleine und mittlere Unternehmensgrößen erhöht werden.
Hochwertige 3D-Geometriemodellierung und -validierung während des Entwurfs von Turbomaschinen
Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung der in CFturbo vorhandenen Methoden der 3D-Geometrie-Modellierung, -Validierung und -Modifikation.
Die erzeugten Geometriemodelle bilden die Grundlage für Simulations- und Optimierungsrechnungen zur Validierung und Verbesserung des Erstentwurfes sowie für die Fertigung physischer Turbomaschinenkomponenten. Daher kommt der hochwertigen Modellierung sowohl der Festkörperkomponenten als auch des Strömungsraumes eine große Bedeutung zu.
Das Vorhaben zielt darauf ab, die in CFturbo angewandten Strategien zur Geometrieerzeugung und -validierung weiterzuentwickeln, um den Entwurfsprozess effizienter zu gestalten und um wichtige Funktionalitäten zu erweitern sowie die Qualität der erzeugten 3D-Geometrie zu verbessern.
Ergebnisse abgeschlossener Forschungsprojekte sind in
vielen Fällen veröffentlicht worden.
Wenn Sie Interesse an gemeinsamen Forschungsprojekten haben,
können Sie gern mit uns Kontakt aufnehmen.