7. Februar 2024

EU-Projekt entwickelt neue Entwurfsprozesse für zukünftige Turbomaschinen

  • Zukünftige Antriebskonzepte erfordern neue Entwurfsprozesse
  • Das Projekt revolutioniert industrielle Entwurfsprozesse für klimaneutrale Antriebe
  • Das DLR bringt seine Expertise in Skalenauflösende Simulationen, High-Fidelity-Optimierungsmethoden und optische Triebwerksmesstechnik ein

Unter der Leitung des DLR-Instituts für Antriebstechnik startete das EU-Horizon Europe-Projekt Sci-Fi-Turbo (Skalenauflösende Simulationen für Innovationen im Turbomaschinendesign). Neben dem Deutschen Institut für Luft- und Raumfahrt (DLR) nehmen neun internationale Partner aus Forschung und Industrie teil. Sci-Fi-Turbo zielt darauf ab, industrielle Entwurfsprozesse für zukünftige, klimaneutrale Antriebe zu revolutionieren. Das DLR bringt seine Expertise in den Bereichen Skalenauflösende Simulationen (SRS) und High-Fidelity-Optimierungsmethoden und Optische Triebwerksmesstechnik ein.

Internationales Konsortium im EU-Projekt Sci-Fi-Turbo
Das Sci-Fi-Turbo-Konsortium bündelt weltweit führendes Fachwissen in den Bereichen Computational Science, Entwicklung numerischer Methoden, in allen wichtigen Forschungsbereichen der numerischen Strömungsmechanik, Hochleistungsrechner und Optimierung des Turbomaschinendesigns.

Klimaneutrale Triebwerkskonzepte können mit heute üblichen industriellen Designprozessen innerhalb des von der EU vorgegebenen Zeitrahmens bis 2050 nicht umgesetzt werden. Zukünftige Antriebskonzepte erfordern neue Entwurfsprozesse. Sci-Fi-Turbo deckt diesen Bedarf ab, indem es Potentiale in drei grundlegenden Technologien nutzt: Hochleistungsrechnen, numerische Methoden höherer Ordnung und Künstliche Intelligenz (KI) / Maschinelles Lernen (ML).

Durch die Kombination dieser Technologien, implementieren und demonstrieren das DLR und seine Partner zwei Schlüsselentwicklungen:

  • Es wird ein hochintegrierter SRS-basierter Designprozess für moderne CPU/GPU-Hardware etabliert, der die Anforderungen der Industrie erfüllt: Robustheit, Genauigkeit und Bearbeitungszeitanforderungen. Durch die hohe Genauigkeit der Methodik, werden Triebwerksentwickler zeit- und kostenintensive Tests im frühen Entwicklungsstadium sparen.
  • Ein SRS-unterstütztes, mehrstufiges, datengesteuertes Optimierungsframework entwickelt, das die Vorteile hochgenauer SRS höherer Ordnung nutzt, während es KI/ML-Methoden verwendet, um die Vorhersagefähigkeit von Simulationen mit geringerer Genauigkeit zu erhöhen und die Gesamtgenauigkeit und Geschwindigkeit des Prozesses zu maximieren.

Im letzten Projektdrittel werden Experimente am DLR-Institut für Antriebstechnik die Technologieentwicklung unterstützen und so die Konstruktion von Triebwerken mit netto-null Emissionen ermöglichen und zur digitalen Transformation der Luftfahrtindustrie beizutragen.

Weitere Informationen

EU-Förderung in Horizont Europa
Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2023-24 der Europäischen Union unter der Förderkennziffer 10113808.
Credit:

Europäische Union

Über Sci-Fi-Turbo:

Sci-Fi-Turbo zielt darauf ab, den Designprozess von Flugzeugtriebwerken zu revolutionieren, indem es hochgradig skalenauflösende Simulationen (SRS) und Optimierungsmethoden in industrielle Standardarbeitsabläufe integriert. SRS sind eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung hocheffizienter Antriebssysteme, die die Treibhausgasemissionen bis 2035 drastisch reduzieren und das Ziel der EU erreichen, bis 2050 klimaneutral zu sein. Die Fortschritte werden die Möglichkeiten des Designprozesses verbessern und die Produktentwicklungszyklen verkürzen.

Kontakt

Dr.-Ing. Georgios Goinis

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Antriebstechnik
Linder Höhe, 51147 Köln

Dr.-Ing. Michael Bergmann

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Antriebstechnik
Linder Höhe, 51147 Köln