Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

und damit der Komplexität der gesamten Auslegung. Die Fokussierung auf dreidimensionaleStrömungsphänomene erfordert Auslegungswerkzeuge, mit denen die Strömungseffekte realitätsnahmodelliert werden können. Daraus entsteht das Mißverhältnis zwischen steigenderKomplexität durch den erhöhten Detaillierungsgrad der Auslegung und der Entwicklungszeitund den dafür aufzuwendenden Entwicklungskosten.Abb. 1.1: Sekundärströmungsphänomene, Fottner 1989 [24] .Die zur Verfügung stehenden Werkzeuge einer Beschaufelungsauslegung (siehe Meauzé 1989[49]) sind in erster Linie aus experimentellen Untersuchungen gewonnene Korrelationen undseit einigen Jahren auch vermehrt die numerische Simulation der Strömungsvorgänge mittelsCFD. Beide Ansätze haben gewisse Vor- und Nachteile. Durch ein Experiment kann ein Strömungszustandweitgehend beobachtet werden. Experimente sind allerdings sehr teuer und zeitaufwendig.Das exakte Einstellen aller für die zu untersuchenden Strömungsverhältnissegeltenden Ähnlichkeitskennzahlen wie z. B. Mach-Zahl (Einfluß der Kompressibilität) undReynolds-Zahl (Einfluß der Viskosität) ist oft nur schwer möglich. Aufgrund der endlichenAusdehnung von Meßaufnehmern und der damit verbundenen Beeinflussung der Strömungentziehen sich einige Strömungsphänomene sogar gänzlich der experimentellen Erfassung.Interessierende Strömungsvorgänge werden deswegen oft in stark vergrößertem Maßstab aneinzelnen Gittern im Modell detailliert untersucht. Mit numerischen Simulationen lassen sichStrömungsverhältnisse, im Bereich validierter Strömungssituationen, mittlerweile in deutlichkürzerer Zeit und einem geringen Teil der experimentellen Kosten verläßlich simulieren. Eineanalytische mathematische Darstellung der Strömungsphänomene, wie sie in Turbomaschinenbeschaufelungenauftreten, ist leider (noch) nicht möglich. In letzter Zeit wurden aber großeFortschritte auf dem Gebiet der Entwicklung von Rechenverfahren insbesondere bei der Stabi-3