Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Stosowanie analizy izogeometrycznej w celu projektowania lepszych silników lotniczych

Finansowani ze środków UE badacze z projektu EXAMPLE zbudowali bardziej wydajny i niezawodny silnik samolotowy z wykorzystaniem procesu dwukierunkowej analizy izogeometrycznej.
Stosowanie analizy izogeometrycznej w celu projektowania lepszych silników lotniczych
U podstaw inżynierii przemysłowej leży interakcja pomiędzy procesami projektowania i analizą komponentów mechanicznych. Dotyczy to również wyspecjalizowanego obszaru projektowania silników lotniczych o wysokiej wydajności. Podczas fazy projektowania projektanci tworzą kształt silnika, zazwyczaj za pomocą systemu Computer Aided Design (CAD). Na etapie analizy badacze analizują wydajność opracowanego kształtu w różnych warunkach i pod różnymi obciążeniami. Te czynności przeprowadzane są za pomocą oprogramowania Computer Aided Engineering (CAE).

Przy obecnej technologii droga od projektu do analizy jest jednokierunkowa, co sprawia, że cofnięcie się i wdrożenie wyników analizy do projektu jest bardzo trudne – mówi Bert Juettler, koordynator projektu EXAMPLE. – Z tego powodu naukowcy projektu EXAMPLE używają procesu dwukierunkowej analizy izogeometrycznej, która umożliwia komunikację pomiędzy programami CAD i CAE.

Wynikiem tego unikalnego podejścia jest projekt zoptymalizowanego kanału powietrznego, który jest niezbędny do skonstruowania lepszych silników lotniczych, cechujących się zmniejszonym zużyciem paliwa, mniejszym hałasem i zwiększoną niezawodnością.

Pchnij i pociągnij

Projekt prowadzony był dwoma równoległymi ścieżkami. Pierwsza z nich, nadzorowana przez producenta silników lotniczych MTU (partner przemysłowy projektu), poświęcona była rozwojowi aktualnego procesu projektowania kanałów powietrznych w silnikach lotniczych. Druga natomiast, nadzorowana przez partnerów akademickich projektu, skupiała się na wymaganych podstawach matematycznych – lub etapie analitycznym. – Ponieważ w naszych pracach przyjęliśmy metodę izogeometryczną, te dwie ścieżki systematycznie krzyżowały się ze sobą – powiedział Juettler.

Na przykład nowe wyniki matematyczne otworzyły nowe perspektywy dla konstrukcji kanału powietrznego. – W tej kwestii w znaczący sposób rozwinęliśmy teorię i algorytmy dla czegoś, co nazywa się nieparametryczną adaptacyjną technologią statystyczną, która w znaczący sposób zwiększyła możliwości dostępne na etapie projektowania – powiedział Juttler. – W ten sposób przykładowy projekt EXAMPLE stworzył nowe wyniki matematyczne dla nowych zastosowań opracowywanych przez MTU.

W tym samym czasie wymagania MTU dotyczące konstrukcji doprowadziły do postawienia nowych pytań badawczych. Na przykład prace projektu nad adaptacyjnością zostały rozpoczęte ze względu na to, że standardowa technologia statystyczna, która jest nieadaptacyjna, nie może być wykorzystywana w połączeniu z podejściem objętościowym, co sprawia, że osiągnięcie wymaganego poziomu precyzji dla silników lotniczych jest niemożliwe. – W tej kwestii w toku projektu uzyskano nowe wyniki badawcze, które skłoniły badaczy matematyków do postawienia interesujących pytań – dodał Juttler.

Nowe możliwości

Obecnie objętościowa technologia modelowania kanału powietrznego opracowana przez projekt EXAMPLE przygotowywana jest do stosowania na rynku komercyjnym, gdzie zoptymalizuje najbardziej krytyczne geometrie łopatek najnowszych silników lotniczych.

Zastosowanie nieparametrycznej adaptacyjnej technologii statystycznej w przypadku konstrukcji kanałów powietrznych było prawdziwym przełomem, który otworzył nowe perspektywy i możliwości w zakresie zautomatyzowanej optymalizacji projektowania – podsumował Juttler.

Tematy

Life Sciences

Słowa kluczowe

EXAMPLE, lotnictwo, silniki lotnicze, CAD, CAE, izogeometria, MTU
Numer rekordu: 200154 / Ostatnia aktualizacja: 2017-06-27
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę