Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

aus der Ableitung von Kriterien aus weniger zeitaufwendigen zweidimensionalen Mehrpunktoptimierungenals Nebenbedingungen. Das Interesse besteht darin, aus zweidimensionalenOptimierungen des Betriebsbereichs Kennzahlen abzuleiten, die als Nebenbedingungen diedreidimensionale Optimierung automatisch führen. Diese durchaus aufwendig über viele zweidimensionaleOptimierungen zu berechnenden Kennzahlen werden auch ein Fokus zukünftigerArbeiten sein.Im Arbeitsbereich zweidimensionaler Optimierungen existieren bereits zahlreiche realisierteOptimierungen. Durch die direkte Koppelung der Berechnungsverfahren mit dem Optimierungsalgorithmuswurde teilweise eine deutliche Beschleunigung erreicht. Egartner 1999 [21]hat z. B. das Euler- und Grenzschichtrechenprogramm MISES mit einem reduzierten SQP-Verfahren 60 gekoppelt und nützt dabei die anfallenden Sensitivitätsinformationen zurBeschleunigung aus. Ein ähnliches Verfahren wird auch von Sung 2000 [70] vorgestelltKöller et al. 1999 [43] stellen eine zweidimensionale Profilauslegung für Industriegasturbinenvor. Der besondere Fokus der Arbeit liegt dabei in der Verbesserung des Arbeitsbereichs unddamit des Teillastverhaltens. Durch die Profiloptimierung konnte die Sensibilität der ursprünglichenCDA-Profilierung gegenüber Fehlanströmungen deutlich reduziert werden. Hager et al.1992 [30] berücksichtigten jeweils zwei Betriebspunkte bei der zweidimensionalen Optimierungtranssonischer Turbinenprofile.Mittelfristig ist es außerdem notwendig, die unterschiedlichen Auslegungsdisziplinen (Aerodynamik,Festigkeit, Wärmetechnik, etc.) nicht mehr iterativ nacheinander durchzuführen,sondern in einem gemeinsamen Prozeß während der normalen Auslegung zu bündeln. Diesemultidisziplinäre Vorgehensweise (MDO) eröffnet sowohl geringere Auslegungszeiten, alsauch eine Verbesserung der Aussagekraft erzeugter optimaler Geometrien. Ein Rückblick bisherigerArbeiten wurde von Sobieszczanski-Sobieski 1996 [67] veröffentlicht. Im Rahmen dieserArbeit wurde bei einer hier nicht beschriebenen Optimierung von Nodé-Langlois 2000 [53]z. B. bereits eine aerodynamische Optimierung innerhalb der von der Strukturfestigkeit zulässigenGrenzen einer resonanzfreien Beschaufelung durchgeführt. Dazu wurden parallel zu denStrömungsberechnungen die Schwingungsmoden mit NASTRAN berechnet. Durch Abgleichder Moden mit dem Campbell-Diagramm wurden Nebenbedingungen berechnet, innerhalbderer sich die aerodynamische Optimierung nur geometrisch verändern durfte. Eine Kombinationaus aerodynamischer und thermischer Vorgehensweise wurde parallel mit den hier gezeigtenErgebnissen im Rahmen des AG-Turbo Vorhabens 1.322 untersucht. Eine gekoppelteaerodynamische und thermische Vorgehensweise wurde z. B. auch von Jha et al. 1998 [42]vorgestellt. Die technische Umsetzung dieser Aspekte stellt insbesondere programmtechnische60. Hierbei besteht die Möglichkeit der Koppelung von Berechnungsverfahren und Optimierungsalgorithmusüber eine einzige Schnittstelle.106