Entwurf und Optimierung der zweidimensionalen Gitterströmung axialer Turbomaschinenbeschaufelungen mit Neuronalen Netzen und Genetischen Algorithmen

Uelschen, Michael

kassel university press, ISBN: 978-3-933146-38-0, 2000, XVI, 176 Seiten

URN: urn:nbn:de:0002-385

Zugl.: Kassel, Univ., Diss. 2000

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Inhalt: Durch die ständig wachsende Anzahl von geometrischen und aerodynamischen Parametern ist es für den Menschen zunehmend schwieriger, Abhängigkeiten und Zusammenhänge im Auslegungsprozeß axialer Turbomaschinen vorteilhaft einzubeziehen. In dieser Arbeit wird ein zweidimensionales Entwurfsverfahren auf der Basis periodischer B-Spline-Funktionen entwickelt. Vorhandene Profile lassen sich dabei mit Hilfe einer Approximation in diese mathematische Darstellung überführen. Durch eine Simulated Annealing Optimierung kann die Anzahl der zur Beschreibung notwendigen Parameter minimiert werden. Ein C-Netz bildet die Basis der aerodynamischen Analyse. Die Berechnung der Strömung erfolgt mit einem Stromfunktionsansatz auf S1-Stromflächen und ist iterativ mit einem Grenzschichtverfahren gekoppelt. Künstliche neuronale Netze werden im Profilentwurf eingesetzt, um Zusammenhänge zwischen Geometrie und Aerodynamik abzubilden. Dieses führt zu einem schnellen Werkzeug zum Entwurf und zur Bewertung von Profilen. Um speziellen Anforderungen angepaßte Beschaufelungen zu erhalten, ist eine weitergehende aerodynamische Optimierung notwendig. Hierzu wird ein genetischer Algorithmus eingesetzt, der sich am biologischen Vorbild der Evolution orientiert und auf Selektion, Mutation und Rekombination basiert.

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