Project

Aeroëlastisch ontwerp van composiet bladen voor turbomachines door middel van gradient-gebaseerde optimalisatie

Code
3S041119
Looptijd
01-11-2019 → 31-10-2023
Financiering
Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek - Vlaanderen (FWO)
Mandaathouder
Onderzoeksdisciplines
  • Engineering and technology
    • Aerodynamics
    • Air propulsion
    • Computer aided engineering, simulation and design
    • Numerical modelling and design
Trefwoorden
turbomachines
 
Projectomschrijving

Recente vooruitgang in het terugdringen van het brandstofverbuik in vliegtuigmotoren is voornamelijk te wijten aan toegenomen voorstuwings-efficiëntie door het vergroten van de diameter van de fan aan de voorzijde van de motor, verantwoordelijk voor het merendeel van de stuwkracht. Een verder verbetering is mogelijk, maar wordt bemoeilijkt door ‘flutter’: een aero-elastisch verschijnsel waarbij beweging van de fan-bladen wordt versterkt door de aerodynamische belasting die ze teweegbrengt, wat tot ernstige trillingen leidt. Composiet materialen, waarvan de sterkte en de stijfheid van het materiaal in verschillende oriëntaties beïnvloed kan worden, kunnen hiervoor een uitweg bieden. Dankzij de recente vooruitgang op het vlak van additieve productie technieken, bestaat er een ongekende vrijheid in de vorm en inwendige structuur van deze stukken. Om hier maximaal gebruik van te kunnen maken, moeten optimalisatie algorithmes ontworpen worden die de inwendige structuur kunnen beschouwen gelijktijdig met de uitwendige vorm, en die aero-elastische effecten in rekening brengen. De ontwikkeling daarvan hinkt echter achterop.Het doel van dit project is om dit op maat ontwerpen van composiet materialen te integreren in een bestaand kader voor optimalisatie. Daarmee kent het een breed bereik aan toepassingen; in dit project ligt de klemtoon op fan bladen voor vliegtuigmotoren, omdat die gevoelig zijn aan flutter maar ook erg belangrijk in het terugdringen van het brandstofverbruik.