Die gleichzeitige Behandlung der interdisziplinären Fragestellungen in einem Optimierungsverfahren ist neu und in der Literatur nicht veröffentlicht. Als Anwendungsbeispiel für das zu entwickelnde Verfahren dient eine thermomechanisch aktiv gekühlte Düsenstruktur für den Antrieb eines Hyperschalltransportsystems. Schwerpunkte der Aufgabe sind die Erstellung einer Methode zur Formoptimierung einer aktiv gekühlten Struktur unter Berücksichtigung aller relevanten physikalischen Effekte, die Formulierung des Zielfunktionals, der Zwangs- und Nebenbedingungen sowie die Anwendung der Methode an einem 2- und 3-dimensionalen Modell. Es soll damit eine Untersuchung durchgeführt werden, inwieweit Optimierungsprobleme bei der Auslegung von aktiv gekühlten Triebwerksbauteilen mittels der formalen Optimierung behandelt und mit vertretbarem Aufwand gelöst werden können. Dies gilt insbesondere für ein 3-dimensionales Problem. Bei der Anwendung des Verfahrens an einem konkreten Beispiel werden fünf Vorteile der formalen Optimierung dieser Auslegungsmethode deutlich: 1. Schnelle Auslegung eines komplex belasteten Bauteils. 2. Einsatz auch aufwendiger Rechenverfahren in den Einzeldisziplinen möglich. 3. Erhöhte Transparenz der Auslegung und des erreichten Ergebnisses, da nicht nur die beste Lösung der Auslegungsaufgabe ermittelt wird, sondern auch die Abhängigkeiten des Zielfunktionals von den Auslegungsvariablen in Form von partiellen Ableitungen. 4. Simultane Berücksichtigung aller wichtigen Aspekte aus verschiedenen Ingenieurdisziplinen bei der Auslegung. 5. Objektive Auswahl verschiedenster konkurrierender Konzepte, da nur die optimalen Konfigurationen der einzelnen Konzepte verglichen werden. Für den Auslegungsprozeß bedeutet dies, daß der analytischen Auslegung eine konstruktionsbegleitende Aufgabe zufällt. Voraussetzung hierfür ist allerdings eine klare Formulierung der Auslegungsaufgabe, der Auslegungsrichtlinien sowie eine abgestimmte Aussagegenauigkeit aller beteiligten Rechenverfahren in den einzelnen Disziplinen.
Optimierung von thermomechanisch belasteten aktiv gekühlten Triebwerksbauteilen
1995
105 Seiten, Bilder, Tabellen, 41 Quellen
Theses
German
Optimierung von thermomechanisch beanspruchten Bauteilen
Automotive engineering | 2012
|Optimierung des Winterdienstes auf hoch belasteten Autobahnen
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