Triebwerkskomponentenprozesse und Entwurfsstrategien für die holistische aerodynamische Auslegung eines Kerntriebwerks

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Für die effiziente Entwicklung zukünftiger Flugtriebwerke sind ganzheitliche Auslegungsstrategien mit hohem Detailierungsgrad erforderlich. Diese Dissertation beschreibt einen Ansatz zur Transformation der modularen Betrachtungsweise in eine holistische aerodynamische Kerntriebwerksauslegung. Zunächst werden automatisierte Entwurfsprozesse für die Kerntriebwerksmodule Verdichter, Brennkammer und Turbine entwickelt, wobei deren eigenständige Nutzbarkeit und die Anwendung im Verbund berücksichtigt werden. Die Prozesse werden in verschiedenen multidisziplinären Kopplungsansätzen verknüpft, und die Resultate sowie Einsatzcharakteristiken werden miteinander verglichen. Eine holistische Prozessstruktur wird durch die Freigabe der fixen Schnittstellenparameter für eine Anpassung durch höherwertige Designwerkzeuge und den komponentenübergreifenden Informationsaustausch ermöglicht. Um das Potenzial variabler Schnittstellen und eines erweiterten Entwurfsraums auszuschöpfen, werden moderne Parametrisierungs- und Optimierungsstrategien integriert. Die Prozesse verfolgen als wesentliches Ziel die Verbesserung des Wirkungsgrads und die Emissionsreduktion. Zusätzlich werden zwei Beschleunigungsansätze vorgestellt, die die Identifikation vergleichbarer Triebwerkskonfigurationen mit reduziertem Rechen- und Zeitaufwand ermöglichen, um die umfangreichen Designprozesse für industrielle Anwendungen attraktiver zu gestalten.