Numerische Optimierung dreidimensional parametrisierter ...

Die Parametrisierung der Schaufelschnittparameter in radialer Richtung durch Polynome 5.
Grades erzeugt jeweils sechs Variablen für eine ganze Schaufelhöhe. Durch das symmetrische
Problem sind nur die Werte im Mittelschnitt und am Gehäuse und die Steigung am Gehäuse
jeweils als unabhängige Variablen notwendig.
Das Schaufelblatt wurde über die Hinterkante gefädelt. Der radiale Verlauf der Staffelungswerte
in Umfangs- und Axialrichtung wurde nicht als Optimierungsparameter freigegeben.
Diese Optimierung zeigt daher die Möglichkeiten einer Schaufelblattmodifikation, ohne die
Verwendung von Effekten wie lean oder bow.
Durch den Strömungskanal wurde ein Rechennetz in OH-Topologie (siehe Abb. 6.2 und
Abb. 6.3) mit 160000 Knoten für die halbe Schaufelhöhe generiert. Die letzte Netzebene liegt
bei x / lax = 1.5 und stellt gleichzeitig die Bewertungsebene für die Optimierung dar. Diese
Ebene dient bei der anschließenden experimentellen Untersuchung auch als Meßebene.
Abb. 6.3: Rechennetz der Optimierung - Meridionalansicht
Auf der Gehäuseseitenwand wurde außerdem ein bump für eine umfangsunsymmetrische Seitenwandkonturierung
parametrisiert. Als Parameter zur Beeinflussung des bumps wurden die
axialen Positionen der Start- und Endpunkte auf Druck- und Saugseite, die flatness an den
mittleren (Interface) Punkten und deren Amplituden in radialer Richtung freigegeben.
In empirischen Vorversuchen wurde der notwendige Stellbereich der Variablen ermittelt. Aufgrund
des Einsatzes des Gitters im Windkanal und nicht in einer realen Maschine wurde eine
sehr große geometrische Modifikationsmöglichkeit angestrebt. Bei der Freigabe der Stellbereiche
muß allerdings ausgeschlossen werden, daß es zu Überschwingungen der die Schaufel-
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